DE102021203211B3 - Atmospheric dielectric barrier discharge device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung, wodurch eine Umsetzung des Sauerstoffs der Luft zu Hydroxylradikalen erfolgt. Die Vorrichtung umfasst eine Glasröhre (1), eine Innenelektrode (4) und eine Außenelektrode (5, 18). Die Innenelektrode (4) ist aus gebündelten Edelstahlfasern mit einem Faserdurchmesser von 1,0 bis 1,2 µm ausgebildet, und die Außenelektrode (5, 18) ist als Siebzylinder ausgebildet. Der Siebzylinder ist aus einem Metalldrahtgewebe mit Längsdrähten (5a, 18a) und Querdrähten (5b, 18b) ausgebildet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen 0,18 und 0,36 mm beträgt und der Abstand der Längsdrähte (5a, 18a) zwischen 0,4 und 1,25 mm beträgt. The invention relates to a device for atmospheric dielectric barrier discharge, as a result of which the oxygen in the air is converted into hydroxyl radicals. The device comprises a glass tube (1), an inner electrode (4) and an outer electrode (5, 18). The inner electrode (4) is made of bundled stainless steel fibers with a fiber diameter of 1.0 to 1.2 µm, and the outer electrode (5, 18) is designed as a screen cylinder. The screen cylinder is made from a metal wire mesh with longitudinal wires (5a, 18a) and transverse wires (5b, 18b), the wire diameter being between 0.18 and 0.36 mm and the distance between the longitudinal wires (5a, 18a) being between 0.4 and is 1.25 mm.
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung, wobei eine Umsetzung des Sauerstoffes der (Umgebungs-)Luft zu Hydroxylradikalen erfolgt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung.The invention relates to a device for atmospheric dielectric barrier discharge, in which the oxygen in the (ambient) air is converted into hydroxyl radicals. The invention also relates to a method of manufacturing the device for atmospheric dielectric barrier discharge.
Stand der TechnikState of the art
Die Plasmaphysik findet ihre Anwendung inzwischen auf vielen Gebieten, wobei das Hauptaugenmerk auf der Verwendung von kaltem atmosphärischem Plasma liegt.Plasma physics now finds its application in many fields, with the main focus being on the use of cold atmospheric plasma.
Es ist grundsätzlich bekannt, dass die dielektrische Entladungsform dazu dient, die Raumluft zu verbessern und Gerüche zu reduzieren. Dieses wird beispielsweise in
Die dielektrische Entladungsform wird aber auch zur Erzeugung von Ozon genutzt, da Ozon ein starkes Oxidationsmittel für organische und anorganische Substanzen ist. Bei verschiedenen Anwendungsgebieten wird Ozon auch für die Wasseraufbereitung genutzt. Beschrieben wird eine derartige Vorrichtung beispielsweise in
Es sind aber auch bereits kleinere Entladungsröhren bekannt, die sich zum Ziel gesetzt haben, Ozon nur bis zu dem gesetzlichen Grenzwert von 0,1 ppm zu erzeugen. Diesbezüglich wird verwiesen auf
Wenn bei der dielektrischen Entladungsform mindestens eine dielektrische Barriere zur Abschirmung der Elektroden vorgesehen ist, bleibt der geometrischen Anordnung der Elektroden weitgehend freier Spielraum. Als Dielektrikum kommen verschiedene Materialien in Betracht, wobei überwiegend Glas und Keramik verwendet wird, welches ein ausgewähltes Dielektrikum aufweist. Diesbezüglich sind Ionisationsröhren bekannt, die mit natürlicher Überströmung arbeiten. Eine natürliche Überströmung wird erreicht, wenn sich die Entladungsröhre leicht erhitzt. Bei derartigen Ionisationsröhren hat jedoch der Sauerstoff der Luft über einen relativ langen Zeitraum Kontakt mit der Entladung an der Außenelektrode, so dass meist zu viel Ozon erzeugt wird.If at least one dielectric barrier is provided for shielding the electrodes in the case of the dielectric discharge form, the geometric arrangement of the electrodes remains largely free. Various materials can be considered as the dielectric, with glass and ceramic being predominantly used, which has a selected dielectric. In this regard, ionization tubes are known that work with natural overflow. A natural overflow is achieved when the discharge tube heats up slightly. In such ionization tubes, however, the oxygen in the air is in contact with the discharge at the outer electrode for a relatively long period of time, so that too much ozone is usually generated.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention
Der Entwicklung der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entladungsform so weit zu präzisieren, dass durch die atmosphärische dielektrische Barriereentladung (stille elektrische Entladung) eine Umsetzung des Sauerstoffes der Luft zu Hydroxylradikalen erfolgt, um somit nicht nur Gerüche, Bakterien, Pilze und Sporen zu reduzieren, sondern auch Viren zu zerstören.The development of the invention is based on the task of specifying the form of the discharge so far that the atmospheric dielectric barrier discharge (silent electrical discharge) converts the oxygen in the air into hydroxyl radicals, in order not only to reduce odors, bacteria, fungi and spores , but also to destroy viruses.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved with a device for atmospheric dielectric barrier discharge having the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung umfasst eine Glasröhre und eine Innenelektrode, die aus gebündelten Edelstahlfasern mit einem Faserdurchmesser von ca. 1,0 bis 1,2 µm ausgebildet ist, bevorzugt ca. 1,0 µm. Die gebündelten Edelstahlfasern sind spiralförmig im Inneren der Glasröhre angeordnet. Die Länge der Fasern beträgt ca. 3 bis 6cm, im eingebauten Zustand sind die Fasern überwiegend überlappt. Die Vorrichtung umfasst ferner eine als Siebzylinder ausgebildete Außenelektrode. Der Siebzylinder ist aus einem Metalldrahtgewebe ausgebildet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen ca. 0,18 und 0,36 mm beträgt und der Abstand der Längsdrähte zwischen ca. 0,4 und 1,25 mm liegt.The device for atmospheric dielectric barrier discharge according to the invention comprises a glass tube and an inner electrode which is formed from bundled stainless steel fibers with a fiber diameter of about 1.0 to 1.2 μm, preferably about 1.0 μm. The bundled stainless steel fibers are arranged in a spiral inside the glass tube. The length of the fibers is approx. 3 to 6 cm. When installed, the fibers are mostly overlapped. The device also includes an outer electrode designed as a screen cylinder. The screen cylinder is formed from a metal wire mesh, the wire diameter being between approximately 0.18 and 0.36 mm and the distance between the longitudinal wires being between approximately 0.4 and 1.25 mm.
Durch die Glasröhre als Dielektrikum in Verbindung mit dem strukturierten Siebzylinder als Außenelektrode mit einer Materialdicke von 0,18 bis 0,36 mm sowie dem Abstand der Längsdrähte von 0,4 bis 1,25 mm und der Innenelektrode, die aus gebündelten Edelstahlfäden mit einer Dicke von 1,0 bis 1,2 µm besteht, findet eine homogene dielektrische Entladung statt, wobei der Raum A zwischen der Außenelektrode und der Barriere gänzlich von einer Einzelentladung erfüllt ist und wenig räumliche Strukturierungen durch Mikroentladungen zu erkennen sind. Diese homogene Entladungsform ermöglicht, dass durch die atmosphärische dielektrische Barriereentladung eine Umsetzung des Sauerstoffes der Luft zu Hydroxylradikalen erfolgt, derart dass nicht nur Gerüche, Bakterien, Pilze und Sporen reduziert werden, sondern auch Viren zerstört werden.Through the glass tube as a dielectric in connection with the structured screen cylinder as the outer electrode with a material thickness of 0.18 to 0.36 mm and the distance between the longitudinal wires of 0.4 to 1.25 mm and the inner electrode, which consists of bundled stainless steel threads with a thickness of 1.0 to 1.2 µm, a homogeneous dielectric discharge takes place, with the space A between the outer electrode and the barrier being completely filled by a single discharge and little spatial structuring due to microdischarges being recognizable. This homogeneous form of discharge enables the atmospheric dielectric barrier discharge to convert the oxygen in the air into hydroxyl radicals in such a way that not only odors, bacteria, fungi and spores are reduced, but viruses are also destroyed.
Während des Betriebs der Vorrichtung erfolgt durch die Entladungsröhre eine Umsetzung des Sauerstoffs der (Umgebungs-)Luft zu Hydroxylradikalen. An der Oberfläche der Außenelektrode ist das Gasgemisch leitfähig, so dass dort ein atmosphärisches Niederdruckplasma entsteht. In dem Plasmazustand des Luftgasgemisches wird die Umsetzung des Luftsauerstoffes zu Hydroxylradikalen vollzogen. Bei der Plasmaentladung wird das Sauerstoffmolekül in zwei Sauerstoffatome gespalten. Hydroxyl ist gebildet durch ein Wasserstoffatom mit einem gebundenen Sauerstoffatom. Das Hydroxyl-Radikal (OH-Radikal, HO·) ist ein Molekül aus einem Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom. Als Radikal besitzt es ein einzelnes, ungepaartes Elektron, welches durch die Plasmaentladung entsteht, und ist dadurch sehr aktiv, sich zu verbinden. Die Plasmaentladung läuft im Wesentlichen in drei Schritten ab. Zuerst werden die Moleküle aus der Luft zerlegt, z.B. O2 in 2*O, N2 in 2*N und H2O in 2H und O. In einem zweiten Schritt werden Elektronen aus den Atomen und restlichen Molekülen herausgetrennt. Dies erfolgt durch hochenergetische Spannungsstöße der Wechselspannung mit einer Frequenz von vorzugsweise 25 bis 44KHz. In einem dritten Schritt fügen sich die Atome (positive Ionen und negative Ionen) wieder neu zusammen.During operation of the device, the discharge tube converts the oxygen in the (ambient) air into hydroxyl radicals. The gas mixture is conductive on the surface of the outer electrode, so that an atmospheric low-pressure plasma is created there. In the plasma state of the air-gas mixture, the conversion of the atmospheric oxygen to hydroxyl radicals takes place. During the plasma discharge, the oxygen molecule is split into two oxygen atoms. Hydroxyl is formed by a hydrogen atom with a bound oxygen atom. The hydroxyl radical (OH radical, HO·) is a molecule made up of one hydrogen and one oxygen atom. As a radical, it has a single unpaired electron generated by the plasma discharge and is therefore very active to combine. The plasma discharge essentially takes place in three steps. First, the molecules in the air are broken down, eg O 2 into 2*O, N 2 into 2*N and H 2 O into 2H and O. In a second step, electrons are separated from the atoms and remaining molecules. This is done by high-energy surges of AC voltage with a frequency of preferably 25 to 44KHz. In a third step, the atoms (positive ions and negative ions) reassemble.
Hydroxylradikale weisen eine starke denaturierende Eigenschaft gegenüber singulären Zellen (Bakterien, Pilze) und singulären zellähnlichen Assoziaten (Viren) auf. Überwiegend werden ungesättigte Fettsäuren der Fette der Zellmembran oxidiert. Dadurch wird diese zerstört. Zellverbände höherer Zellen, z.B. pflanzliche Zellen oder tierische Zellen, werden hingegen in keiner Weise beeinträchtigt, da die Zusammensetzung der Fette der Zellmembranen eine andere ist.Hydroxyl radicals exhibit a strong denaturing property towards singular cells (bacteria, fungi) and singular cell-like associates (viruses). Mostly unsaturated fatty acids of the fats of the cell membrane are oxidized. This will destroy it. Cell groups of higher cells, e.g. plant cells or animal cells, are not affected in any way, since the composition of the fats of the cell membranes is different.
Die hochreaktiven Sauerstoffradikale reagieren schnell mit einer Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen, dadurch werden die belastete Luft und belastete Oberflächen äußerst wirksam und zuverlässig geruchsneutralisiert und desinfiziert. Die produzierten Sauerstoffradikale werden durch den Oxidationsprozess in einer bestimmten Zeit vollständig verbraucht und zerfallen wieder zu Sauerstoff.The highly reactive oxygen radicals react quickly with a large number of organic and inorganic compounds, which means that the polluted air and polluted surfaces are extremely effectively and reliably odor neutralized and disinfected. The oxygen radicals produced are completely consumed by the oxidation process within a certain period of time and decompose back into oxygen.
Während des Betriebs reduziert die erfindungsgemäße Vorrichtung die erforderliche Zeit für die natürliche Zerstörung behüllter Viren von dem üblichen Zeitintervall von 3 bis 5 Tagen auf ca. 30 Minuten bzw. kann ständig betrieben werden, was zu einer fortlaufenden Desinfektion der Luft und der Oberflächen im Nahfeld führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch für eine Zerstörung bestimmter aerogen übertragender Viren interessant. Dazu zählen bestimmte Rhinoviren, Influenzaviren und auch speziell Coronaviren, wie das Coronavirus „SARS-CoV-2“. Zu den vorgetragenen Ergebnissen wird auf einen Prüfbericht der Dr. Schmelz GmbH, Kompetenzzentrum für technische Hygiene und angewandte Mikrobiologie, hingewiesen.During operation, the device according to the invention reduces the time required for the natural destruction of enveloped viruses from the usual time interval of 3 to 5 days to approximately 30 minutes or can be operated continuously, resulting in continuous disinfection of the air and surfaces in the near field . The device according to the invention is also of particular interest for destroying certain airborne viruses. These include certain rhinoviruses, influenza viruses and especially corona viruses, such as the “SARS-CoV-2” corona virus. For the results presented, reference is made to a test report by Dr. Schmelz GmbH, competence center for technical hygiene and applied microbiology.
Die Plasmaentladung entsteht an den Längsdrähten der Außenelektrode im Bereich eines Luftpolsters A, an welchem die Zündung des Längsdrahtes der Außenelektrode mit der Glasbarriere stattfindet, und an den Drahtenden der Außenelektrode. Das Luftpolster A ist insbesondere zwischen der Unterkante des Längsdrahts und der Glasbarriere ausgebildet. Damit die Entladungen auch zuverlässig an den Drahtenden der Außenelektrode stattfinden, erstreckt sich die Innenelektrode vorzugsweise zumindest über die gesamte Länge der Außenelektrode, d.h. jeweils bis zu den Drahtenden der Außenelektrode hin. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Innenelektrode über die Drahtenden der Außenelektrode hinaus. Hierdurch wird es möglich, die Plasmaentstehung über die Drahtenden der Außenelektrode hinauszuziehen, wodurch die Plasmamenge erhöht wird.The plasma discharge occurs on the longitudinal wires of the outer electrode in the area of an air cushion A, where the longitudinal wire of the outer electrode with the glass barrier is ignited, and on the wire ends of the outer electrode. In particular, the air cushion A is formed between the lower edge of the longitudinal wire and the glass barrier. So that the discharges also take place reliably at the wire ends of the outer electrode, the inner electrode preferably extends at least over the entire length of the outer electrode, i.e. up to the wire ends of the outer electrode. The inner electrode particularly preferably extends beyond the wire ends of the outer electrode. This makes it possible to extend the plasma generation beyond the wire ends of the outer electrode, which increases the amount of plasma.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Siebzylinder der Außenelektrode feinstrukturiert, d.h. er ist aus einem Metalldrahtgewebe ausgebildet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen ca. 0,18 und 0,24 mm beträgt, bevorzugter ca. 0,22 mm, und der Abstand der Längsdrähte zwischen ca. 0,3 und 0,5 mm beträgt, bevorzugter ca. 0,4 mm. Die Höhe des Siebzylinders kann zwischen ca. 6 und 8 mm betragen, wobei die Länge des Siebzylinders an den Umfang der Glasröhre angepasst werden kann.According to a preferred embodiment, the screen cylinder of the outer electrode is finely structured, i.e. it is formed from a metal wire mesh, the wire diameter being between approx. 0.18 and 0.24 mm, more preferably approx. 0.22 mm, and the distance between the longitudinal wires being between approx 0.3 and 0.5 mm, more preferably about 0.4 mm. The height of the screen cylinder can be between approx. 6 and 8 mm, whereby the length of the screen cylinder can be adjusted to the circumference of the glass tube.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Siebzylinder der Außenelektrode grobstrukturiert, d.h. er ist aus einem Metalldrahtgewebe ausgebildet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen ca. 0,23 und 0,36 mm beträgt, bevorzugter ca. 0,35 mm, und der Abstand der Längsdrähte zwischen ca. 0,8 und 1,25 mm beträgt, bevorzugter ca. 1,2 mm. Die Höhe des Siebzylinders kann zwischen ca. 7 und 10 mm betragen, wobei die Länge des Siebzylinders an den Umfang der Glasröhre angepasst werden kann.According to a further preferred embodiment, the screen cylinder of the outer electrode is coarsely structured, i.e. it is formed from a metal wire mesh, the wire diameter being between approximately 0.23 and 0.36 mm, more preferably approximately 0.35 mm, and the spacing of the longitudinal wires between is about 0.8 and 1.25 mm, more preferably about 1.2 mm. The height of the screen cylinder can be between approx. 7 and 10 mm, whereby the length of the screen cylinder can be adjusted to the circumference of the glass tube.
Unter dieser Voraussetzung der Gestaltung der Entladungsröhre findet sowohl bei der feinstrukturierten als auch bei der grobstrukturierten Entladungsröhre eine homogene dielektrische Entladung statt, wobei der Raum A zwischen der Außenelektrode und der Barriere gänzlich von einer Einzelentladung erfüllt ist und wenige räumliche Strukturierungen durch Mikroentladungen zu erkennen sind.Under this condition of the design of the discharge tube, a homogeneous dielectric discharge takes place both in the case of the finely structured and the coarsely structured discharge tube, with the space A between the outer electrode and the barrier being completely filled by a single discharge and few spatial structurings due to microdischarges being recognizable.
Vorzugsweise ist die Glasröhre aus Kalk-Natron-Glas ausgebildet. Die Verwendung von Kalk-Natron-Glas, dessen Dielektrizitätszahl zwischen ca. ε 6,8 und 7,4 ist, bevorzugt ε 7,2 ist, trägt zu einer präzisen Entladung bei. Die Temperatur an der Oberfläche der Entladeröhre während der Nutzung beträgt ca. 30 bis 58°C. Kalk-Natron Glas nimmt mit abnehmender Temperatur stetig an Viskosität zu, wodurch eine Wandungsdicke mit einer Toleranz von ±0,03mm hergestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil von Kalk-Natron-Glas besteht darin, dass diese Glasart weit verbreitet ist und sich preiswert herstellen lässt.The glass tube is preferably made of soda-lime glass. The use of lime nat Ron glass, whose dielectric constant is between about ε 6.8 and 7.4, preferably ε 7.2, contributes to a precise discharge. The temperature on the surface of the discharge tube during use is about 30 to 58°C. Soda-lime glass steadily increases in viscosity with decreasing temperature, allowing a wall thickness tolerance of ±0.03mm to be produced. Another advantage of soda-lime glass is that this type of glass is widely available and inexpensive to produce.
Bevorzugt ist die Glasröhre zylinderförmig ausgebildet, wobei die Grundfläche des Zylinders geschlossen ausgebildet ist und die Deckfläche des Zylinders offen ausgebildet ist. Eine derartige Zylinderform kann einfach und kostengünstig gefertigt werden. Vorzugsweise ist die geschlossene Grundfläche des Zylinders als Flachboden ausgebildet. An der offenenThe glass tube is preferably cylindrical, with the base of the cylinder being closed and the top surface of the cylinder being open. Such a cylindrical shape can be manufactured easily and inexpensively. The closed base of the cylinder is preferably designed as a flat base. At the open
Deckfläche kann der Rand schwach verschmolzen sein. Die Glasröhre weist vorzugsweise eine Höhe von 20 mm ± 0,04 mm auf, einen Außendurchmesser von 11,25 mm ± 0,12 mm und eine Wandungsdicke von 0,7 mm ± 0,03 mm.top surface, the edge may be weakly fused. The glass tube preferably has a height of 20 mm ± 0.04 mm, an outside diameter of 11.25 mm ± 0.12 mm and a wall thickness of 0.7 mm ± 0.03 mm.
Vorzugsweise ist innerhalb der Glasröhre, angrenzend an die geschlossene Grundfläche, eine Scheibe zur Kennzeichnung des Einsatzbereichs bereitgestellt. Mit anderen Worten kann im Kopf der Glasröhre eine Scheibe zur Kennzeichnung des jeweiligen Einsatzbereichs eingearbeitet sein, so dass der entsprechende Einsatzbereich auf einen Blick erkannt werden kann. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Scheibe farbig auszuführen, d.h. verschiedene Farben für unterschiedliche Einsatzbereiche zu verwenden. Die Scheibe kann an der Grundfläche bzw. am Flachboden des Zylinders auf im Stand der Technik bekannte Arten befestigt werden. Besonders vorteilhaft wird die Scheibe jedoch in den Kopf der Glasröhre eingelegt, bevor die Innenelektrode eingearbeitet wird. In diesem Fall ist keine zusätzliche Befestigung der Scheibe erforderlich, sondern sie wird durch die Innenelektrode gehalten.A disc for marking the area of use is preferably provided within the glass tube, adjacent to the closed base area. In other words, a disk for marking the respective area of use can be incorporated in the head of the glass tube, so that the corresponding area of use can be recognized at a glance. It is particularly advantageous here to design the pane in colour, i.e. to use different colors for different areas of application. The disk may be secured to the base or flat bottom of the cylinder in any manner known in the art. However, it is particularly advantageous if the disk is placed in the head of the glass tube before the inner electrode is incorporated. In this case, no additional fastening of the disk is required, but it is held by the inner electrode.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein HV-Kabel. Dies gestattet, dass die Elektronik, die hochfrequente Wechselspannung für den Betrieb der Vorrichtung erzeugt, in einem Abstand von der Entladungsröhre platziert werden kann. Vorzugsweise werden für die Verbindung HV-Kabel mit einer Abschirmung von 2 bis 15 kV verwendet. Bei einem Ruhepotential von vorzugsweise 1750 V AC ist weitgehend sichergestellt, dass fast ausschließlich Hydroxylradikale entstehen. Eine Bildung von Stickoxiden (NOx) ist aufgrund der chemischen Stabilität des Stickstoffgasmoleküls durch eine Dreifachbindung und eine Hybridisierung der beteiligten Atome bei einer Elektrodenspannung von 1750 V AC nicht möglich. Auch eine Ozonbildung unterbleibt bei dieser Spannung. Für die Bildung von O3 würde außerdem idealerweise mit einer Frequenz von 15 bis 22 KHz gearbeitet. Es ist jedoch auch denkbar die Elektrodenspannung zu erhöhen, beispielsweise bis auf 3500 V, so dass zwischen 1750 V und 3500 V stufenlos eine Ozonbildung einsetzt. In diesem Fall wäre die Vorrichtung geeignet, optional neben Hydroxylradikalen auch Ozon zu bilden, zur forcierten Entkeimung oder zur Entfernung von Störgerüchen. Als effektiv zur Reduzierung von singulären Zellen oder singulären zellähnlichen Assoziaten werden jedoch Hydroxylradikale erachtet.Preferably, the device further includes a HV cable. This allows the electronics that generate high frequency AC voltage for the operation of the device to be placed at a distance from the discharge tube. HV cables with a shielding of 2 to 15 kV are preferably used for the connection. With a rest potential of preferably 1750 V AC, it is largely ensured that hydroxyl radicals are formed almost exclusively. The formation of nitrogen oxides (NOx) is not possible at an electrode voltage of 1750 V AC due to the chemical stability of the nitrogen gas molecule due to a triple bond and hybridization of the atoms involved. Ozone formation also does not occur at this voltage. In addition, a frequency of 15 to 22 KHz would ideally be used for the formation of O 3 . However, it is also conceivable to increase the electrode voltage, for example up to 3500 V, so that between 1750 V and 3500 V ozone formation begins steplessly. In this case, the device would be suitable for optionally forming ozone in addition to hydroxyl radicals, for forced disinfection or for removing unwanted odors. However, hydroxyl radicals are considered to be effective in reducing singular cells or singular cell-like associates.
Vorzugsweise ist innerhalb der Glasröhre, auf der Seite der offenen Deckfläche, eine Abdichtungsscheibe mit einer Öffnung bereitgestellt. Die Abdichtungsscheibe kann bereitgestellt sein, um die gebündelten bzw. zusammengepressten Edelstahlfäden der Innenelektrode abzudichten. Die Öffnung bzw. Bohrung der Abdichtungsscheibe kann in der Mitte der Abdichtungsscheibe vorgesehen sein. Vorzugsweise ist durch diese Öffnung in derPreferably, a sealing disk with an opening is provided inside the glass tube, on the side of the open top surface. The sealing disc can be provided to seal the bundled or compressed stainless steel filaments of the inner electrode. The opening or bore of the sealing disk can be provided in the center of the sealing disk. Preferably, through this opening in the
Abdichtungsscheibe ein Leiter des HV-Kabels in das Innere der Glasröhre eingeführt und mit der Innenelektrode elektrisch leitfähig verbunden.A conductor of the HV cable is inserted into the interior of the glass tube through the sealing disc and electrically connected to the inner electrode.
Vorzugsweise ist ein Freiraum innerhalb der Glasröhre zwischen Abdichtungsscheibe und der offenen Deckfläche der Glasröhre mit Vergussmasse aufgefüllt. Hierdurch wird der Innenraum der Glasröhre gegen Schmutz und Feuchtigkeit luftdicht versiegelt.A free space within the glass tube between the sealing disk and the open top surface of the glass tube is preferably filled with casting compound. This seals the interior of the glass tube airtight against dirt and moisture.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ferner ein Erdungskabel, das mit der Außenelektrode elektrisch leitfähig verbunden ist. Besonders bevorzugt ist das Erdungskabel aus verzinnten Einzellitzen ausgebildet und mit einer Aderendhülse mit der Außenelektrode punktverschweißt, zur Herstellung einer zuverlässigen elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen Außenelektrode und Erdungskabel. Die Aderendhülse kann dabei einseitig verschlossen sein, um zuverlässig zu verhindern, dass sich Patina auf den Einzellitzen des Erdungskabels bildet.The device preferably also includes a grounding cable which is electrically conductively connected to the outer electrode. The grounding cable is particularly preferably made of tinned individual strands and is spot-welded to the outer electrode with a ferrule in order to produce a reliable electrically conductive connection between the outer electrode and the grounding cable. The ferrule can be closed on one side to reliably prevent patina from forming on the individual strands of the grounding cable.
Vorzugsweise sind das Erdungskabel und das HV-Kabel durch zumindest einen Abstandshalter im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Durch die parallele Anordnung können beide Kabel auf der gleichen Seite aus der Vorrichtung herausgeführt werden, wodurch eine kompakte Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht wird. Ferner kann durch den zumindest einen Abstandshalter ein erforderlicher Mindestabstand zwischen den Kabeln eingehalten werden, da bei zu großer Nähe der Kabel zueinander der sogenannte Proximity Effekt auftreten kann. The grounding cable and the HV cable are preferably arranged essentially parallel to one another by at least one spacer. Due to the parallel arrangement, both cables can be led out of the device on the same side, as a result of which a compact configuration of the device is made possible. Furthermore, a required minimum distance between the cables can be maintained by the at least one spacer, since the so-called proximity effect can occur if the cables are too close to one another.
Bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner eine Gebläsevorrichtung, die zum axialen Überströmen der Glasröhre angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Gebläsevorrichtung ein Ventilator. Der durch die Gebläsevorrichtung erzeugte Luftstrom überströmt die Glasröhre vorzugsweise axial. Durch die zwangsweise Überströmung des axialen Umfangs der Glasröhre kann eine äußerst präzise Entladung stattfinden, verglichen mit einer natürlichen Überströmung ohne die Verwendung einer zusätzlichen Gebläsevorrichtung. Besonders bevorzugt erfolgt die axiale Überströmung über nahezu den gesamten Umfang, wodurch die Präzision der Entladung weiter gesteigert werden kann.The device preferably also comprises a blower device which is arranged for the axial overflow of the glass tube. The blower device is particularly preferably a fan. The air flow generated by the blower device preferably flows over the glass tube axially. Due to the forced overflow of the axial circumference of the glass tube, an extremely precise discharge can take place compared to a natural overflow without the use of an additional blowing device. The axial overflow particularly preferably takes place over almost the entire circumference, as a result of which the precision of the discharge can be further increased.
Bei dem dritten Schritt der Umsetzung des Sauerstoffs der (Umgebungs-)Luft zu Hydroxylradikalen, d.h. dem erneuten Zusammenfügen der Atome (positive Ionen und negative Ionen), wird durch die Überströmung, die sich zeitlich im Nanosekundenbereich bewegt, und die bevorzugte Frequenz von 25 bis 44 KHz, bei der erfindungsgemäßen Entladungsröhre kaum NOx gebildet, wobei dafür mehr O entsteht. Für die optionale Bildung von O3 kann vorzugsweise mit einer Frequenz von 15 bis 22 KHz gearbeitet werden, wobei hier die Verweilzeit bis zu einer Sekunde betragen kann.In the third step of converting the oxygen in the (ambient) air into hydroxyl radicals, ie the reassembly of the atoms (positive ions and negative ions), the flow, which moves in the nanosecond range over time, and the preferred frequency of 25 to 44 KHz, hardly any NOx is formed in the discharge tube according to the invention, but more O is formed. A frequency of 15 to 22 kHz can preferably be used for the optional formation of O 3 , with the residence time here being up to one second.
Ein weiterer Vorteil dieser geometrischen Anordnung der Gebläsevorrichtung in Bezug auf die Glasröhre ist, dass der Sauerstoff der Luft durch die gleichmäßige Überströmung des Umfangs der zylinderförmigen Entladungsröhre nur eine kurze Verweilzeit mit der Außenelektrode hat und sich dadurch die Ozonentwicklung verringert. So werden beispielhaft bei jedem Peak in der Sinuswelle der hochfrequenten Wechselspannung von 1750V AC, 25.000 Amplituden pro Sekunde, und einer Zündung (im Bereich A) bei einem Strom von ca. 200mA, die zwischen Unterkante Längsdraht und Glasbarriere erfolgt, ca. 290.000 negative Ionen/cm3 erzeugt.Another advantage of this geometric arrangement of the fan device in relation to the glass tube is that the oxygen in the air has only a short dwell time with the outer electrode due to the uniform flow over the circumference of the cylindrical discharge tube, thereby reducing ozone development. For example, with each peak in the sine wave of the high-frequency AC voltage of 1750V AC, 25,000 amplitudes per second, and an ignition (in area A) with a current of approx. 200mA, which takes place between the lower edge of the longitudinal wire and the glass barrier, approx. 290,000 negative ions /cm 3 generated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung umfasst ein Bereitstellen einer Glasröhre, Bereitstellen einer Innenelektrode, die aus gebündelten Edelstahlfasern mit einem Faserdurchmesser von 1,0 bis 1,2 µm ausgebildet ist, an einem Innenumfang der Glasröhre, und Bereitstellen einer als Siebzylinder ausgebildeten Außenelektrode an einem Außenumfang der Glasröhre. Der Siebzylinder ist aus einem Metalldrahtgewebe ausgebildet, wobei der Drahtdurchmesser zwischen 0,18 und 0,36 mm beträgt und der Abstand der Längsdrähte zwischen 0,4 und 1,25 mm beträgt. Die Edelstahlfasern der Innenelektrode werden mit ca. 20-27 N / 75mm2, bevorzugter ca. 20-27 N / 76mm2 , besonders bevorzugt ca. 24 N / 76mm2 , insbesondere ca. 24 N / 76,2mm2, angepresst.The method for manufacturing an atmospheric dielectric barrier discharge device according to the present invention comprises providing a glass tube, providing an inner electrode formed of bundled stainless steel fibers having a fiber diameter of 1.0 to 1.2 µm on an inner periphery of the glass tube, and providing a designed as a screen cylinder outer electrode on an outer circumference of the glass tube. The screen cylinder is formed from a metal wire mesh, the wire diameter being between 0.18 and 0.36 mm and the distance between the longitudinal wires being between 0.4 and 1.25 mm. The stainless steel fibers of the inner electrode are pressed on with approx. 20-27 N/75 mm 2 , more preferably approx. 20-27 N/76 mm 2 , particularly preferably approx. 24 N/76 mm 2 , in particular approx. 24 N/76.2 mm 2 .
Durch das Bereitstellen eines strukturierten Siebzylinders als Außenelektrode mit einer Materialdicke von ca. 0,18 bis 0,36 mm sowie einem Abstand der Längsdrähte von ca. 0,4 bis 1,25 mm, und einer Innenelektrode, die aus gebündelten Edelstahlfäden mit einer Dicke von ca. 1,0 bis 1,2 µm besteht und mit ca. 20-27 N/ 75mm2 angepresst wird, wird die gewünschte homogene Entladungsform erzielt. Die gebündelten Edelstahlfäden, die spiralförmig angeordnet im Inneren der Glasröhre mit einem Stempel angepresst werden, eignen sich sehr gut, in der geometrisch runden Form der Glasröhre, über den gesamten Innenumfang der Glasröhre gleichmäßig angepresst zu werden.By providing a structured screen cylinder as the outer electrode with a material thickness of approx. 0.18 to 0.36 mm and a distance between the longitudinal wires of approx. 0.4 to 1.25 mm, and an inner electrode made of bundled stainless steel threads with a thickness of approx. 1.0 to 1.2 µm and is pressed with approx. 20-27 N/ 75mm 2 , the desired homogeneous discharge form is achieved. The bundled stainless steel threads, which are arranged spirally inside the glass tube and are pressed with a stamp, are very well suited to being pressed evenly over the entire inner circumference of the glass tube in the geometrically round shape of the glass tube.
Figurenlistecharacter list
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert erläutert, wobei
-
1 eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung mit einer feinstrukturierten Außenelektrode ist; -
2 eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung für die atmosphärische dielektrische Barriereentladung mit einer grobstrukturierten Außenelektrode ist; -
3 eine schematische Darstellung ist, welche einen Bereich A zeigt, an welchem die Zündung eines Längsdrahtes der Außenelektrode mit einer Glasbarriere stattfindet; und -
4 eine schematische Darstellung einer Entladung B bei einer Ausführungsform mit der feinstrukturierten Außenelektrode ist.
-
1 Figure 12 is a partial sectional view of one embodiment of an atmospheric dielectric barrier discharge device having a finely structured outer electrode; -
2 Figure 12 is a partial sectional view of one embodiment of an atmospheric dielectric barrier discharge device having a coarsely structured outer electrode; -
3 Fig. 12 is a schematic representation showing an area A at which ignition of a line wire of the outer electrode with a glass barrier takes place; and -
4 12 is a schematic representation of a discharge B in an embodiment with the finely structured outer electrode.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments
In
Eine Innenelektrode 4 ist aus gebündelten Edelstahlfäden mit einer Fadendicke von 1 µm ausgebildet. Die Fadenlänge beträgt ca. 3 bis 6cm. Die Edelstahlfäden werden in der Glasröhre 1 mit beispielsweise 24 N / 76,2mm2, zusammengepresst.An
Der in
In
Die Entladungsröhre hat vielfältige Einsatzgebiete, z.B. offene und geschlossene Trocknungsschränke, Sterilisationsboxen, Klimakanäle, Tischgeräte, Warteräume, öffentliche Verkehrsmittel. Je nach Einsatzgebiet werden verschiedene Siebzylinder 5, 18 berücksichtigt, überwiegend wird der grobstrukturierte Siebzylinder 18 dort eingesetzt, wo eine höhere Luftfeuchtigkeit zu erwarten ist. Deshalb weist die Glasröhre 1 vorzugsweise im Inneren des Glaskopfes, d.h. dem Bereich angrenzend an die Grundfläche 2, eine farbige Kennzeichnung 6 auf, die kundenwunschspezifisch variiert werden kann. Zur leichteren Identifizierung des Einsatzgebiets, kann eine auch eine dazugehörige Leiterplatte eine identische farbliche Kennzeichnung erhalten. Neben einer farbigen Kennzeichnung werden jedoch auch andere Arten der Kennzeichnung in Erwägung gezogen, wie beispielsweise Markierungen mit Symbolen, Zahlen, Buchstaben oder Wörtern etc.The discharge tube has a wide range of applications, e.g. open and closed drying cabinets, sterilization boxes, air conditioning ducts, tabletop devices, waiting rooms, public transport. Depending on the area of application,
Die Kennzeichnung des entsprechenden Einsatzgebietes ist als Scheibe 6 mit einem Durchmesser vorzugsweise von ca. 9,5 mm und einer Dicke von 0,8 bis 1,5 mm ausgebildet. Das Material ist vorzugsweise EPDM oder Silikon. Die Kennzeichnungsscheibe 6 wird in den Kopf der Glasröhre 1 gelegt, bevor die Innenelektrode 4 eingearbeitet wird. Dadurch wird keine Befestigung der Kennzeichnungsscheibe 6 benötigt.The identification of the corresponding field of application is designed as a
Die in
Nachdem die gebündelten Edelstahlfäden der Innenelektrode 4 zusammengepresst wurden, dichtet vorzugsweise eine Abdichtungsscheibe 9 diese Edelstahlfäden gegen äußere Einflüsse wie Luftfeuchtigkeit und Verunreinigungen ab. Die Abdichtungsscheibe 9 ist aus Silikon ausgebildet und weist mittig eine Öffnung bzw. Bohrung 10 mit einem Durchmesser von 1 mm auf. Durch diese Öffnung 10 wird ein Leiter 17 eines HV-Kabels 12 in das Innere der Glasröhre 1 eingeführt, so dass die hochfrequente Wechselspannung Kontakt mit der Innenelektrode 4 hat. Der Arbeitsgang des Einführens des Leiters 17 des HV-Kabels 12 erfolgt über einen Stempel, mit dem die Innenelektrode 4 eingesetzt wird. Der Stempel weist in seinem Inneren eine Öffnung bzw. Bohrung auf, durch welche das HV-Kabel 12 durchgeführt wird, der abisolierte verzinnte Leiter 17 wird in die Öffnung 10 der Abdichtungsscheibe 9 eingeführt, und anschließend werden die gebündelten Edelstahlfäden der Innenelektrode 4 zusammengepresst. Ein Freiraum zwischen der Abdichtungsscheibe 9 und der offenen Seite der Glasröhre 1, d.h. der offenen Deckfläche 3, wird mit Vergussmasse 11 gegen Schmutz und Feuchtigkeit luftdicht versiegelt.After the bundled high-grade steel threads of the
Ein Erdungskontakt erfolgt über ein Erdungskabel 13 aus Silikon, mit verzinnten Einzellitzen 15, wobei der Kabelquerschnitt 0,75 mm2 beträgt.A grounding contact is made via a
Eine Verbindung vom Erdungskabel 13 zur Außenelektrode 5, 18 erfolgt mit einer Aderendhülse 14, die aus einer Nickel-Kupfer Legierung ausgebildet ist. Die Nickel-Kupfer Legierung weist eine gute Leitfähigkeit auf und verhindert weitgehend, dass sich Patina auf den Einzellitzen 15 des Erdungskabels 13 bildet. Die Aderendhülse 14 weist eine Länge von 8 mm auf, und das Erdungskabel 13 mit den verzinnten Einzellitzen 15 wird 3 bis 5 mm abisoliert. Die abisolierten Einzellitzen 15 werden mit der Aderendhülse 14 zusammengepresst und dann mit der Außenelektrode 5,18 punktverschweißt.A connection from the grounding
Die Aderendhülse 14 ist im oberen Teil fest verschlossen, damit sich durch die Mikrooxidation keine Patina an den verzinnten Einzellitzen 15 bildet.The
Da die Erfindung für vielfältige Einsatzgebiete anwendbar ist, bei denen auch unterschiedliche Entfernungen von der Entladungsröhre bis zur Elektronik, welche die hochfrequente Wechselspannung erzeugt, überbrückt werden müssen, kommt den Kabeln 12, 13 besondere Bedeutung zu.Since the invention can be used for a wide range of applications in which different distances from the discharge tube to the electronics that generate the high-frequency AC voltage must also be bridged, the
Das Erdungskabel 13 und das HV-Kabel 12 sind jeweils flexibel zu verlegende Silikonkabel.The grounding
Bei der Verlegung ist darauf zu achten, dass diese Kabel 12, 13 nicht eng parallel verlaufen dürfen. Der Mindestabstand zwischen den Kabeln 12, 13 beträgt 15 bis 20 mm, die Gesamtlänge der Kabel 12, 13 liegt zwischen ca. 5 bis 21 cm. Die Länge variiert mit dem Einsatzgebiet, z.B. größere Standgeräte, bei denen auch zwei Entladungsröhren eingebaut werden können, erfordern eine größere Kabellänge, oder aber eine Sterilisationsbox mit einer Plasmaröhre, die eine geringere Kabellänge erfordert.When laying, care must be taken to ensure that these
Wenn in eng parallel geführten Leitern eine hochfrequente Wechselspannung fließt, tritt der sogenannte Proximity Effekt auf. Der durch einen Leiter fließende Strom generiert um sich herum ein Magnetfeld, das den Parallelleiter durchdringt und dort Induktionswirbelströme erzeugt. Dadurch nehmen Verluste und auch die Impedanz zu. Die Impedanz führt auch zu einer nicht unerheblichen Verringerung der Frequenz, da die Impedanz ausschlaggebend für den Schwingungskreis ist. Zur Vermeidung des Proximity Effekts wird deshalb mit Abstandshaltern 16 gearbeitet, durch die ein vorbestimmter Mindestabstand zwischen den Kabeln 12, 13 eingehalten werden kann.If a high-frequency AC voltage flows in closely parallel conductors, the so-called proximity effect occurs. The current flowing through a conductor generates a magnetic field around itself, which penetrates the parallel conductor and generates induction eddy currents there. As a result, losses and also the impedance increase. Impedance also leads to a not inconsiderable reduction in frequency, since impedance is crucial for the resonant circuit. In order to avoid the proximity effect, work is therefore carried out with
In
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Glasröhre (Dielektrikum)glass tube (dielectric)
- 22
- Grundfläche (Flachboden)footprint (flat bottom)
- 33
- Deckfläche (offene Seite der Glasröhre)Top surface (open side of the glass tube)
- 44
- Innenelektrodeinner electrode
- 55
- Außenelektrode (feinstrukturiert)outer electrode (finely structured)
- 5a5a
- Längsdraht der AußenelektrodeLine wire of the outer electrode
- 5b5b
- Querdraht der AußenelektrodeOuter electrode cross wire
- 66
- Scheibe zur Kennzeichnung des EinsatzbereichsDisk for marking the area of application
- 77
- Gebläsevorrichtung (Ventilator)blower device (fan)
- 88th
- Axiale Überströmungaxial overflow
- 99
- Abdichtungsscheibesealing washer
- 1010
- Öffnung in AbdichtungsscheibeOpening in sealing disc
- 1111
- Vergussmassepotting compound
- 1212
- HV-KabelHV cable
- 1313
- Erdungskabel GNDGround wire GND
- 1414
- Aderendhülseferrule
- 1515
- Verzinnte ErdungslitzenTinned ground wires
- 1616
- Abstandshalterspacers
- 1717
- Leiter HV-KabelConductor HV cable
- 1818
- Außenelektrode (grobstrukturiert)Outer electrode (roughly structured)
- 18a18a
- Längsdraht der AußenelektrodeLine wire of the outer electrode
- 18b18b
- Querdraht der AußenelektrodeOuter electrode cross wire
- AA
- Luftpolsterair cushion
- BB
- Entladungdischarge
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE102021203211.7A Active DE102021203211B3 (en) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Atmospheric dielectric barrier discharge device and manufacturing method therefor |
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|---|---|
| DE (1) | DE102021203211B3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025085949A1 (en) | 2023-10-25 | 2025-05-01 | Toi Patententwicklungs Gmbh | Device for controlling varroa mites |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0789666B1 (en) | 1995-09-02 | 1999-10-13 | Wedeco Umwelttechnologie Wasser-Boden-Luft GmbH | Device for generating ozone |
| DE10127035A1 (en) | 2001-06-02 | 2002-02-14 | Dehne Hans Werner | Cleaning and odor neutralizing of air in rooms involves non-thermal, plasma-chemical conversion or passive boundary layer discharge using device made up of levels or cylindrical layers |
| DE10316378B3 (en) | 2003-04-10 | 2004-07-29 | Stefan Zimmermann | Discharge tube for ionization or ozone generation e.g. for cleaning and sterilizing applications, with inner and outer electrodes respectively associated with inner and outer surfaces of insulation sleeve |
| EP1394477B1 (en) | 2002-08-26 | 2005-10-26 | Werner Schröder | Ionization tube |
| DE102005056726B4 (en) | 2005-11-29 | 2011-09-15 | Daniel Dehne | Capacitor device and process for generating radicals and oxidants |
-
2021
- 2021-03-30 DE DE102021203211.7A patent/DE102021203211B3/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0789666B1 (en) | 1995-09-02 | 1999-10-13 | Wedeco Umwelttechnologie Wasser-Boden-Luft GmbH | Device for generating ozone |
| DE10127035A1 (en) | 2001-06-02 | 2002-02-14 | Dehne Hans Werner | Cleaning and odor neutralizing of air in rooms involves non-thermal, plasma-chemical conversion or passive boundary layer discharge using device made up of levels or cylindrical layers |
| EP1394477B1 (en) | 2002-08-26 | 2005-10-26 | Werner Schröder | Ionization tube |
| DE10316378B3 (en) | 2003-04-10 | 2004-07-29 | Stefan Zimmermann | Discharge tube for ionization or ozone generation e.g. for cleaning and sterilizing applications, with inner and outer electrodes respectively associated with inner and outer surfaces of insulation sleeve |
| DE102005056726B4 (en) | 2005-11-29 | 2011-09-15 | Daniel Dehne | Capacitor device and process for generating radicals and oxidants |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025085949A1 (en) | 2023-10-25 | 2025-05-01 | Toi Patententwicklungs Gmbh | Device for controlling varroa mites |
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