[发明专利]用于产生等离子体的设备和方法以及这种设备的应用

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。