本发明专利技术涉及一种用于产生等离子体的设备(1)，具有至少一个第一电极(3)，至少一个与所述第一电极(3)间隔布置的第二电极(5)，连接到从所述第一电极(3)和所述第二电极(5)中选择的至少一个电极(3、5)的电压源(7)，使得在所述至少一个第一电极(3)与所述至少一个所述第二电极(5)之间可以由所述电压源(7)产生电势差，其中所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)限定在所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)之间的放电区域(11)中放电的放电路径(9)。在此规定设置并且相对于所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)布置的磁场装置(15)，以在所述放电区域(11)中提供磁场，使得磁场的磁场矢量(B)倾斜于所述放电路径(9)定向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用
本专利技术涉及用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用。
技术介绍
用于产生等离子体的设备和方法原则上是已知的。在这样的设备中，通常两个电极之间的时间和/或空间上静态的放电被触发，其中通过放电产生等离子体。该装置和方法，可借助于其产生所谓的冷的、非热或大气等离子体，证明尤其有利于表面或流体流的消毒或灭菌和/或有利于处理伤口。然而，由于放电的通常规定的空间静态性，只能产生例如相对较小体积的等离子体或处理较小体积的流体，或者它需要多个放电，或大面积放电，其关系到能量和/或电功率的相应的高投入，还需要复杂的设备建造。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用，其中不出现所述缺点。该目的通过提供独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式由从属权利要求中得出。该目的特别是通过提供了一种设置用于产生等离子体的设备来实现，其中所述设备具有至少一个第一电极和至少一个与第一电极间隔布置的第二电极。该设备还具有电压源，其与从所述至少一个第一电极和所述至少一个第二电极中所选的至少一个电极如此连接，使得第一电极和第二电极之间的电势差可由电压源产生，其中第一电极和第二电极在第一电极和第二电极之间的放电区域中限定用于放电的至少一个放电路径。提供一个磁场装置，其被设置并相对于所述第一电极和所述第二电极布置，以在放电区域内提供磁场，从而使磁场的磁场矢量倾斜于放电路径定向。以这种方式，在放电区域中，洛伦兹力或霍尔力对放电起作用，特别是对在电极之间形成的放电丝，这导致该放电或放电丝在空间上变成非稳态的，并且由洛伦兹力驱动，在放电区域内传播。以这种方式，借助于该电极之间产生的放电，能够覆盖一个与放电或放电丝本身的体积相比更大的区域，使得有可能仅用一个放电来获取相对大的体积，和特别是提供等离子体的较大体积和/或处理较大体积的流体。由此，该设备使得可以以紧凑和简单且成本有利的构造，提供相对较大的等离子体体积和/或加载或处理相对较大体积的流体。该设备优选设置用于产生非热等离子体。在此，等离子体特别地应理解为，其中描述等离子体中电子的动能的分布的温度，其也被称为电子温度，不同于且尤其是远高于描述等离子体中离子—特别是原子离子或分子离子—的动能的分布的温度，其也被称为离子温度。在这种情况下，电子温度远高于离子温度，其中离子温度可以特别地选择在25℃到至多100℃的范围内。由于较低的离子温度，这种等离子体也被称为冷等离子体。该设备特别优选设置用于在大气压下，特别是也在大约1013mbar下产生这样的非热或冷等离子体，其中这种等离子体也被称为大气等离子体。在这种情况下，等离子体特别地被称为一种物质状态，其中气相中具有不同电荷的带电粒子彼此相邻地存在，在特定体积上平均得到对于相关体积的中性电荷。等离子体还优选地包含不带电荷的原子和/或分子，其处于电子、振动或旋转的激发态，并且也被称为受激粒子，和/或自由基，总体上特别是不带电荷、反应性原子和/或分子，其也被称为反应性粒子或反应性物质。术语“电极”在此尤其是指导电元件，在其上可以施加电势。由于第一电极和第二电极彼此间隔布置，特别意味着它们在空间上彼此分离，使得它们尤其能够被施加不同的电势。电极之间的距离特别选择为这样大，使得它们不会接触或受到影响，使得它们只能被施加共同的、相等的电势。同时，两个电极之间的距离至少部分地选择，使得电极之间的放电可以被触发。在此，电压源一般理解为适于产生电势差的装置。在此，电压源可能仅连接到两个电极中的一个，即第一电极或第二电极，其中两个电极中的另一个，即第二电极或第一电极接地，尤其是与也连接到电压源的相同大地连接。或者，电压源可能既电连接到第一电极，又电连接到第二电极。可能的是，所述电压源设置为将两个电极中的一个施加与大地不同的电势，并且将两个电极中的另一个接地，其中，替代地或附加地也可能的是，电压源设置用以将两个电极施加彼此不同的和分别与大地不同的电势。电压源也优选地被设置用以产生特定的电功率，使得即使在电流通过的情况下，即在第一电极和第二电极之间发生放电时，也可以保持特定的电势差。在此，放电路径应理解为尤其是指当在第一电极和第二电极之间产生足够高的电势差时，沿其预期第一电极和第二电极之间放电的假想放电路径。放电路径优选为第一电极和第二电极之间的最短连接，在第一电极和第二电极之间施加足够高的电势差时，沿其预期会形成放电。放电区域特别地应理解为在第一电极和第二电极之间的空间区域，其中布置有至少一个放电路径，并且其中优选地，由磁场驱动的放电能够特别地沿至少一个电极传播。该磁场的磁场矢量倾斜于放电路径定向，尤其意味着磁场矢量具有垂直于由放电路径限定的方向的分量，或者，磁场矢量完全垂直于由放电路径限定的方向。这样，洛伦兹力作用于沿放电路径在充电时流动的带电粒子。电压源以及第一和第二电极尤其设置为，使得在第一电极和第二电极之间的放电区域中，沿放电路径可产生放电和因此尤其是放电丝。第一电极、第二电极和电压源优选地形成为设备的等离子体源。优选地，第一电极和第二电极一起限定放电区域的放电平面或放电面，其中放电面—取决于电极的走向—也可以是弯曲的。在设备的操作期间，放电丝在放电平面或放电面中延伸。磁场矢量优选倾斜于放电平面或放电面定向，优选垂直于放电平面或放电面。根据本专利技术的一个扩展实施方式规定，电压源构造为直流电压源。它特别是设置为在两个电极中的至少一个，即第一电极和/或第二电极上施加时间上基本恒定或恒定的电势。因此电压源可以简单并且成本有利地构造。尤其是，不需要对电压源进行复杂的高频控制。优选地，电压源设置为在第一电极和第二电极之间产生至少0.5kV到至多9kV，优选地从至少1kV到至多6kV的电势差。优选地，该设备设置为使得第一电极和第二电极之间的击穿电压最大为6kV，优选小于6kV，其中在第一电极和第二电极之间的放电期间，工作电压最大为4kV，优选小于4kV。电压源优选地设置为提供至少0.5mA到至多20mA的直流电流，优选地，工作电压为至多4kV，优选小于4kV，更优选从至少1kV到至多4kV。因此，电压源优选具有至少0.5W到至多80W的输出功率。根据本专利技术的一个扩展实施方式规定，至少一个第一电极形成为棒状或线状电极，而至少一个第二电极形成为环形电极，其在圆周方向上看围绕第一电极。在这种情况下，轴向方向由第二电极的区域中的棒状或线状第一电极的延伸部限定，其中，圆周方向同心地围绕轴向方向。径向方向在此垂直于轴向方向延伸。在该实施方式中，放电路径在径向方向上延伸，其中磁场矢量在轴向方向上具有至少一个分量，或者完全地在轴向上延伸。相应地，洛伦兹力在圆周方向上起作用，使得放电，特别是放电丝在圆周方向上看并且因此沿环形第二电极，优选为圆形的环形圆盘状传播。放电或放电丝的传播速度在此取决于磁场强度。有效地，特别是在此期间，以这种方式虚拟地形成等离子体帘或等离子体表面，其穿过放电区域。这种现象可以被称为磁有序等离子体帘(磁有序等离子体片(magneticallyorganizedplasmasheet—MOPS))。根据本专利技术的一个扩展实施方式规定，至少一个第一电极和至少一个第二电极形成为线状或本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于产生等离子体的设备(1)，具有‑至少一个第一电极(3)，‑至少一个与所述第一电极(3)间隔布置的第二电极(5)，‑连接到从所述第一电极(3)和所述第二电极(5)中选择的至少一个电极(3、5)的电压源(7)，使得在所述至少一个第一电极(3)与所述至少一个所述第二电极(5)之间可以由所述电压源(7)产生电势差，其中‑所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)限定在所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)之间的放电区域(11)中放电的放电路径(9)，其特征在于‑设置并且相对于所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)布置的磁场装置(15)，以在所述放电区域(11)中提供磁场，使得‑磁场的磁场矢量(B)倾斜于所述放电路径(9)定向。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.06 DE 102015215051.81.一种用于产生等离子体的设备(1)，具有-至少一个第一电极(3)，-至少一个与所述第一电极(3)间隔布置的第二电极(5)，-连接到从所述第一电极(3)和所述第二电极(5)中选择的至少一个电极(3、5)的电压源(7)，使得在所述至少一个第一电极(3)与所述至少一个所述第二电极(5)之间可以由所述电压源(7)产生电势差，其中-所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)限定在所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)之间的放电区域(11)中放电的放电路径(9)，其特征在于-设置并且相对于所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)布置的磁场装置(15)，以在所述放电区域(11)中提供磁场，使得-磁场的磁场矢量(B)倾斜于所述放电路径(9)定向。2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述电压源(7)形成为直流电压源。3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，a)至少一个第一电极(3)形成为棒状或线状电极，并且所述至少一个第二电极(5)形成为—在圆周方向上看—围绕所述至少一个第一电极(3)的环形电极；和/或b)所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)形成为棒状或线状电极，和/或c)所述至少一个第二电极(5)形成为具有多个凹部(21)的平面电极。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，沿着所述电极(3、5)中的至少一个的延伸部，在所述至少一个第一电极(3)和所述至少一个第二电极(5)之间的距离a)是恒定的，或b)是发散的，或c)在第一部分是恒定的，且在第二部分是发散的。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述磁场装置(15)具有至少一个永磁体和/或至少一个电磁体。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述磁场装置(15)a)具有至...
【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈尔·莫非尔，李阳方，清水铁司，贝恩德·斯特弗斯，
申请(专利权)人：特拉等离子体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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