ES2949966T3 - Corona effect plasma device and plasma reactor - Google Patents
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Abstract
Una celda de plasma de efecto corona (11) que comprende un electrodo polarizado (12) y un electrodo de tierra (13), que comprende un cilindro (14) y una película porosa (15), teniendo el cilindro (14) un perfil bajo y el electrodo polarizado. (12) no penetrar en el cilindro (14); un elemento dual (10) de plasma de efecto corona que comprende una primera celda (11), una segunda celda (21) que tiene dicha estructura, estando dichas primera (11) y segunda celda (21) dispuestas simétricamente (preferiblemente de la cabeza a la cola); y finalmente un reactor de plasma (30) que comprende una pluralidad de celdas (11) o elementos duales (10). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A corona plasma cell (11) comprising a polarized electrode (12) and a ground electrode (13), comprising a cylinder (14) and a porous film (15), the cylinder (14) having a profile low and the electrode polarized. (12) do not penetrate the cylinder (14); a dual corona effect plasma element (10) comprising a first cell (11), a second cell (21) having said structure, said first (11) and second cell (21) being arranged symmetrically (preferably from the head to the queue); and finally a plasma reactor (30) comprising a plurality of cells (11) or dual elements (10). (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo de plasma de efecto corona y reactor de plasmaCorona effect plasma device and plasma reactor
Campo de la invenciónfield of invention
La presente invención se refiere al campo de la emisión de plasma por descarga corona y más particularmente al de los reactores de plasma.The present invention relates to the field of plasma emission by corona discharge and more particularly to plasma reactors.
Estado de la técnicaState of the art
Es conocido el uso de un dispositivo de plasma de efecto corona para producir, por descarga corona, un plasma y un flujo de iones. Un dispositivo de este tipo permite ventajosamente producir un plasma que permite ionizar un fluido que pasa a través del dispositivo. Tal ionización encuentra múltiples y complementarias funcionalidades, por ejemplo, en el sector del tratamiento de un fluido, como el aire.The use of a corona plasma device is known to produce, by corona discharge, a plasma and a flow of ions. A device of this type advantageously makes it possible to produce a plasma that makes it possible to ionize a fluid that passes through the device. Such ionization finds multiple and complementary functionalities, for example, in the sector of treating a fluid, such as air.
De acuerdo con una primera funcionalidad, una ionización permite, por depósito de iones, cargar una partícula contenida en el fluido. Esta partícula así cargada puede ser retenida ventajosamente por un filtro electrostático, que puede colocarse aguas abajo del dispositivo. De acuerdo con otra funcionalidad, una ionización tiene una acción neutralizante sobre organismos patógenos, tales como virus, que puedan ser transportados en el fluido. Según todavía otra característica, una ionización produce ventajosamente especies químicas oxidantes útiles para descontaminar un filtro mecánico, como un filtro de carbón activo, que puede colocarse aguas abajo del dispositivo.According to a first functionality, ionization allows, by deposition of ions, to charge a particle contained in the fluid. This charged particle can advantageously be retained by an electrostatic filter, which can be placed downstream of the device. According to another functionality, an ionization has a neutralizing action on pathogenic organisms, such as viruses, that may be transported in the fluid. According to yet another feature, an ionization advantageously produces oxidizing chemical species useful for decontaminating a mechanical filter, such as an activated carbon filter, which may be placed downstream of the device.
Asimismo, un dispositivo de plasma de efecto corona, o un reactor de plasma que comprende una pluralidad de tales dispositivos, constituye ventajosamente una etapa aguas arriba de un medio de tratamiento de fluidos multifiltro. Es conocido realizar un dispositivo de plasma de efecto corona, utilizar un electrodo polarizado y un electrodo de tierra, dispuesto frente al electrodo polarizado, y aplicar entre estos dos electrodos una diferencia de potencial significativa, del orden de varios miles de voltios. Esto crea un plasma, así como descargas corona que producen descargas de iones. El efecto de ionización del fluido se logra creando una circulación del fluido que obliga al fluido a pasar a través del plasma.Likewise, a corona plasma device, or a plasma reactor comprising a plurality of such devices, advantageously constitutes an upstream stage of a multifilter fluid treatment means. It is known to make a corona plasma device, use a polarized electrode and a ground electrode, arranged in front of the polarized electrode, and apply a significant potential difference between these two electrodes, on the order of several thousand volts. This creates a plasma as well as corona discharges that produce ion discharges. The fluid ionization effect is achieved by creating a fluid circulation that forces the fluid to pass through the plasma.
Para obtener dicho plasma, según el efecto corona, se conocen dos configuraciones: según una primera configuración, denominada configuración punta-plano, un electrodo polarizado que presenta un pequeño radio de curvatura se coloca perpendicularmente a un electrodo de tierra sustancialmente plano; de acuerdo con otra configuración denominada de alambre-cilindro, un electrodo polarizado de alambre se coloca axialmente en un electrodo de tierra cilíndrico. El documento FR 2818451, del mismo solicitante, propone combinar estas dos configuraciones utilizando un electrodo polarizado en forma de aguja y un electrodo de tierra que comprende un entramado metálico sustancialmente plano, dispuesto perpendicularmente al electrodo polarizado y un cilindro que rodea el electrodo polarizado en toda su longitud. Este dispositivo es atravesado por el fluido según una dirección paralela al eje coincidente del electrodo polarizado y del cilindro.To obtain said plasma, according to the corona effect, two configurations are known: according to a first configuration, called tip-plane configuration, a polarized electrode having a small radius of curvature is placed perpendicular to a substantially flat ground electrode; According to another so-called wire-cylinder configuration, a polarized wire electrode is placed axially on a cylindrical ground electrode. Document FR 2818451, from the same applicant, proposes combining these two configurations using a needle-shaped polarized electrode and a ground electrode comprising a substantially flat metal framework, arranged perpendicularly to the polarized electrode and a cylinder that surrounds the polarized electrode in its entirety. its longitude. This device is crossed by the fluid in a direction parallel to the coincident axis of the polarized electrode and the cylinder.
Los documentos EP 2213618 A1, EP 2120254 A2 y EP 2234462 A2 dan a conocer otros ejemplos de dispositivos de plasma de efecto corona para el tratamiento de fluidos.Documents EP 2213618 A1, EP 2120254 A2 and EP 2234462 A2 disclose other examples of corona plasma devices for fluid treatment.
Se sigue buscando una mejora en un dispositivo de plasma de efecto corona, en términos de eficiencia de ionización, reducción del volumen ocupado o bien de la energía eléctrica consumida.An improvement in a corona effect plasma device continues to be sought, in terms of ionization efficiency, reduction of the occupied volume or the electrical energy consumed.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La invención tiene por objeto una celda de plasma de efecto corona según la reivindicación 1.The subject of the invention is a corona effect plasma cell according to claim 1.
La película porosa es una superficie que permite el paso del aire con poros que presentan un tamaño que oscila entre 0,1 mm y 500 mm, preferentemente entre 5 mm y 50 mm.The porous film is a surface that allows the passage of air with pores that have a size ranging between 0.1 mm and 500 mm, preferably between 5 mm and 50 mm.
El espesor de la película porosa está ventajosamente comprendido entre 0,5 y 50 mm, preferentemente entre 1 y 5 mm.The thickness of the porous film is advantageously between 0.5 and 50 mm, preferably between 1 and 5 mm.
La película porosa es un mallado metálico, cuyas mallas pueden presentar diferentes formas (cuadrado, rombo, etc.). Ventajosamente, el mallado metálico en cuestión es una lámina de metal expandida.The porous film is a metallic mesh, whose meshes can have different shapes (square, rhombus, etc.). Advantageously, the metal mesh in question is an expanded metal sheet.
Es también objeto de la invención un elemento dual de plasma de efecto corona según la reivindicación 2.A dual corona plasma element according to claim 2 is also the object of the invention.
De acuerdo con otra característica, el primer electrodo polarizado y el segundo electrodo polarizado están unidos a un mismo primer potencial y el primer electrodo de tierra y el segundo electrodo de tierra están unidos a un mismo segundo potencial, diferente del primer potencial.According to another characteristic, the first polarized electrode and the second polarized electrode are linked to the same first potential and the first ground electrode and the second ground electrode are linked to the same second potential, different from the first potential.
De acuerdo con otra característica, el primer potencial es negativo y el segundo potencial es masa. According to another characteristic, the first potential is negative and the second potential is mass.
Ventajosamente, el o los electrodos polarizados están unidos a un potencial negativo y entonces hablamos de electrodos de descarga.Advantageously, the polarized electrode(s) are linked to a negative potential and then we speak of discharge electrodes.
De acuerdo con otra característica, el primer electrodo polarizado y el segundo electrodo polarizado están soportados por un soporte conductor conectado al primer electrodo polarizado, al segundo electrodo polarizado y al primer potencial, soporte conductor que es preferentemente sustancialmente plano.According to another feature, the first polarized electrode and the second polarized electrode are supported by a conductive support connected to the first polarized electrode, the second polarized electrode and the first potential, which conductive support is preferably substantially planar.
De acuerdo con otra característica, el soporte conductor comprende un circuito impreso que comprende al menos una pista conductora conectada al primer electrodo polarizado, al segundo electrodo polarizado y al primer potencial. De acuerdo con otra característica, se coloca un electrodo polarizado en un agujero de interconexión metalizado perforado en dicha al menos una pista conductora.According to another characteristic, the conductive support comprises a printed circuit comprising at least one conductive track connected to the first polarized electrode, the second polarized electrode and the first potential. According to another feature, a polarized electrode is placed in a metallized interconnection hole drilled in said at least one conductive track.
De acuerdo con otra característica, el circuito impreso comprende calados, preferiblemente en su totalidad excluyendo una banda estrecha dispuesta alrededor de dicha al menos una pista conductora.According to another characteristic, the printed circuit comprises openwork, preferably in its entirety excluding a narrow band arranged around said at least one conductive track.
De acuerdo con otra característica, al menos una de la primera celda y la segunda celda es una celda según una de las realizaciones anteriores.According to another feature, at least one of the first cell and the second cell is a cell according to one of the above embodiments.
Es también objeto de la invención un reactor de plasma que comprende una pluralidad de dispositivos de emisión de plasma de efecto corona dispuestos uno al lado del otro en una disposición sustancialmente plana, donde los dispositivos son celdas según una de las realizaciones anteriores, o los dispositivos son elementos duales según una de las realizaciones anteriores.Also an object of the invention is a plasma reactor comprising a plurality of corona effect plasma emission devices arranged side by side in a substantially planar arrangement, where the devices are cells according to one of the previous embodiments, or the devices They are dual elements according to one of the previous embodiments.
De acuerdo con otra característica, la disposición es una retícula sensiblemente cuadrada.In accordance with another characteristic, the arrangement is a substantially square grid.
Otras características, detalles y ventajas de la invención se desprenderán más claramente de la descripción detallada que se da a continuación a modo de indicación en relación con los dibujos, en los que:Other features, details and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description given below by way of indication in relation to the drawings, in which:
• la figura 1 ilustra, en vista de perfil seccionada, una celda según la invención,• Figure 1 illustrates, in sectional profile view, a cell according to the invention,
• la figura 2 ilustra, en vista de perfil seccionada, un elemento dual según la invención,• Figure 2 illustrates, in sectional profile view, a dual element according to the invention,
• la figura 3 ilustra, en vista de perfil seccionada, la polarización de un elemento dual,• Figure 3 illustrates, in sectional profile view, the polarization of a dual element,
• la figura 4 ilustra, en vista de perfil seccionada, un elemento dual que comprende dos celdas de la figura 1, • la figura 5 ilustra, en vista de perfil seccionada, el elemento dual de la figura 4 dimensionado según una realización,• Figure 4 illustrates, in sectional profile view, a dual element comprising two cells of Figure 1, • Figure 5 illustrates, in sectional profile view, the dual element of Figure 4 dimensioned according to one embodiment,
• la figura 6 ilustra, en vista de perfil seccionada, un reactor de plasma,• Figure 6 illustrates, in sectional profile view, a plasma reactor,
• la figura 7 ilustra, en vista en perspectiva, un reactor de plasma, y• Figure 7 illustrates, in perspective view, a plasma reactor, and
• la figura 8 ilustra, en vista desde arriba, un circuito impreso soporte de electrodos polarizados.• Figure 8 illustrates, in top view, a printed circuit supporting polarized electrodes.
De acuerdo con un primer aspecto, ilustrado en la figura 1, la invención se refiere a una celda de plasma de efecto corona 11 mejorada. De manera conocida, tal celda 11 comprende un electrodo polarizado 12 sustancialmente en forma de aguja y un electrodo de tierra 13, dispuesto frente al electrodo polarizado 12. El electrodo de tierra 13 comprende un cilindro 14 sustancialmente centrado en el electrodo polarizado 12 y una película porosa 15 sustancialmente plana perpendicular al electrodo polarizado 12. El electrodo polarizado 12 se fija típicamente sobre un soporte 16 ventajosamente con calados para permitir el paso de un flujo de fluido. La distancia entre el electrodo polarizado 12 y el electrodo de tierra 13 se mantiene mediante al menos un espaciador 17.According to a first aspect, illustrated in Figure 1, the invention relates to an improved corona plasma cell 11. In a known manner, such a cell 11 comprises a substantially needle-shaped polarized electrode 12 and a ground electrode 13, disposed in front of the polarized electrode 12. The ground electrode 13 comprises a cylinder 14 substantially centered on the polarized electrode 12 and a film porous 15 substantially flat perpendicular to the polarized electrode 12. The polarized electrode 12 is typically fixed on a support 16 advantageously with openwork to allow the passage of a fluid flow. The distance between the polarized electrode 12 and the ground electrode 13 is maintained by at least one spacer 17.
Por el documento FR 2818451, se conoce formar tal electrodo de tierra con un cilindro, sustancialmente centrado en el electrodo polarizado, de gran altura para rodear el electrodo polarizado en toda su longitud.From document FR 2818451, it is known to form such a ground electrode with a cylinder, substantially centered on the polarized electrode, of great height to surround the polarized electrode along its entire length.
Una celda 11 según la invención está mejorada en que el cilindro 14 está conformado para presentar un perfil bajo. Esto significa que la altura del cilindro 14 es despreciable en comparación con su diámetro. Así, el diámetro del cilindro está comprendido entre 20 y 100 mm, preferentemente entre 25 y 75 mm, por ejemplo, entre 30 y 60 mm y de forma especialmente preferente, entre 35 y 55 mm. En cuanto al grosor del cilindro, está comprendido entre 1 y 5 mm. El electrodo polarizado 12 está conformado lo suficientemente corto para no penetrar en el cilindro 14.A cell 11 according to the invention is improved in that the cylinder 14 is shaped to have a low profile. This means that the height of the cylinder 14 is negligible compared to its diameter. Thus, the diameter of the cylinder is between 20 and 100 mm, preferably between 25 and 75 mm, for example, between 30 and 60 mm and particularly preferably between 35 and 55 mm. Regarding the thickness of the cylinder, it is between 1 and 5 mm. The polarized electrode 12 is made short enough not to penetrate the cylinder 14.
El flujo de fluido que va a ionizarse por medio de la celda 11 es sustancialmente vertical con respecto a la figura 1. La reducción combinada de la altura del cilindro 14 y de la longitud del electrodo polarizado 12 permite ventajosamente reducir drásticamente la altura total de la celda 11, ya que el electrodo de tierra 13, mucho menos alto, se puede acercar al electrodo polarizado 12, a su vez acortado. Esto permite ventajosamente realizar una celda 11, o cualquier sistema basado en una celda 11 de este tipo, tal como un reactor de plasma 30, que presenta un grosor y por lo tanto una ocupación total de espacio, en el sentido del flujo de fluido, claramente reducido.The flow of fluid to be ionized through the cell 11 is substantially vertical with respect to Figure 1. The combined reduction of the height of the cylinder 14 and the length of the polarized electrode 12 advantageously allows the total height of the cell to be drastically reduced. cell 11, since the ground electrode 13, much less high, can be brought closer to the polarized electrode 12, itself shortened. This advantageously makes it possible to make a cell 11, or any system based on a cell 11 of this type, such as a plasma reactor 30, which has a clearly reduced thickness and therefore total space occupation, in the direction of fluid flow.
El hecho de conservar el electrodo polarizado 12 fuera del cilindro 14 permite conformar el plasma sustancialmente según una forma de cono muy aplanado, sustancialmente transversal al flujo de fluido, favoreciendo una buena ionización.Keeping the polarized electrode 12 outside the cylinder 14 allows the plasma to be shaped substantially into a very flattened cone shape, substantially transverse to the fluid flow, favoring good ionization.
Así, de acuerdo con una realización, para una distancia d entre la punta de la aguja y la película porosa, y un diámetro de cilindro comprendido entre 2d y 5d, con un óptimo en 3d, el ángulo de apertura del cono de flujo de iones está comprendido entre 136° y 112°.Thus, according to one embodiment, for a distance d between the tip of the needle and the porous film, and a cylinder diameter between 2d and 5d, with an optimum in 3d, the opening angle of the ion flow cone It is between 136° and 112°.
Como se ilustra en la figura 1, la película porosa 15 está dispuesta, con respecto al electrodo de descarga 12, en el lado opuesto al cilindro 14. Esto es ventajoso para la forma del plasma/flujo de iones. Además, esto simplifica la fabricación, pudiendo depositarse una película porosa 15 continua detrás del cilindro 14, aun cuando la película porosa 15 solo es visible desde el electrodo polarizado 12 por la abertura circular interior delimitada por el cilindro 14.As illustrated in Figure 1, the porous film 15 is arranged, with respect to the discharge electrode 12, on the opposite side of the cylinder 14. This is advantageous for the shape of the plasma/ion flow. Furthermore, this simplifies manufacturing, as a continuous porous film 15 can be deposited behind the cylinder 14, even though the porous film 15 is only visible from the polarized electrode 12 through the inner circular opening delimited by the cylinder 14.
De acuerdo con otro aspecto, más particularmente ilustrado en la figura 2, la invención también se refiere a una configuración ventajosa, donde dos celdas 11, 21 están ensambladas simétricamente (según una configuración contrapuesta o invertida). Además, la invención se refiere a un elemento dual de plasma de efecto corona 10 que comprende una primera celda de plasma de efecto corona 11 y una segunda celda de plasma de efecto corona 21. La primera celda 11 comprende un primer electrodo polarizado 12 y un primer electrodo de tierra 13, colocado frente al primer electrodo polarizado 12. La segunda celda 21 comprende un segundo electrodo polarizado 22 y un segundo electrodo de tierra 23, colocado frente al segundo electrodo polarizado 22.According to another aspect, more particularly illustrated in Figure 2, the invention also relates to an advantageous configuration, where two cells 11, 21 are assembled symmetrically (according to an opposite or inverted configuration). Furthermore, the invention relates to a dual corona plasma element 10 comprising a first corona plasma cell 11 and a second corona plasma cell 21. The first cell 11 comprises a first polarized electrode 12 and a first ground electrode 13, placed in front of the first polarized electrode 12. The second cell 21 comprises a second polarized electrode 22 and a second ground electrode 23, placed in front of the second polarized electrode 22.
De acuerdo con otra característica, más particularmente ilustrada en la figura 3, el primer electrodo polarizado 12 y el segundo electrodo polarizado 22 están unidos a un mismo primer potencial 8 y el primer electrodo de tierra 13 y el segundo electrodo de tierra 23 están unidos a un mismo segundo potencial 9, diferente del primer potencial 8.According to another characteristic, more particularly illustrated in Figure 3, the first polarized electrode 12 and the second polarized electrode 22 are linked to the same first potential 8 and the first ground electrode 13 and the second ground electrode 23 are linked to the same second potential 9, different from the first potential 8.
Los signos de los potenciales primero y segundo 8, 9 pueden ser arbitrarios. Sin embargo, se sabe que la ionización obtenida por efecto corona es más efectiva cuando el electrodo polarizado está unido a un potencial negativo (hablamos entonces de electrodo de descarga). Además, preferentemente, el primer potencial 8 es negativo y el segundo potencial 9 es masa.The signs of the first and second potentials 8, 9 can be arbitrary. However, it is known that the ionization obtained by the corona effect is more effective when the polarized electrode is attached to a negative potential (we then speak of a discharge electrode). Furthermore, preferably, the first potential 8 is negative and the second potential 9 is mass.
Se ha encontrado que una disposición de la primera celda 11 y de la segunda celda 21 simétrica (en configuración contrapuesta) presentaba muchas ventajas no obvias. Se obtienen aún otras ventajas con una misma polarización de las dos celdas 11,21.It has been found that an arrangement of the first cell 11 and the second cell 21 symmetrical (in opposing configuration) presented many non-obvious advantages. Still other advantages are obtained with the same polarization of the two cells 11,21.
El hecho de duplicar las celdas 11, 21 permite mejorar mucho la eficiencia obtenida. Además, se ha demostrado que la vida útil de un elemento dual 10 aumenta considerablemente con respecto a una sola celda 11. De hecho, un efecto perjudicial de una celda corona es que su electrodo polarizado 12, 22 precipita cristales dieléctricos que, aislando gradualmente dicho electrodo polarizado 12, 22, reducen la eficiencia de la celda 11,21. El hecho de utilizar dos celdas en lugar de una ha permitido mejorar enormemente la esperanza de vida del reactor 30.The fact of doubling cells 11, 21 allows the efficiency obtained to be greatly improved. Furthermore, it has been shown that the useful life of a dual element 10 increases considerably with respect to a single cell 11. In fact, a detrimental effect of a corona cell is that its polarized electrode 12, 22 precipitates dielectric crystals that, gradually isolating said polarized electrode 12, 22, reduce cell efficiency 11,21. The fact of using two cells instead of one has greatly improved the life expectancy of reactor 30.
Al presentar la primera celda 11 una orientación opuesta a la de la segunda celda 21, sus efectos ionizantes se combinan y complementan entre sí, lo que permite aumentar el efecto ionizante global.As the first cell 11 has an opposite orientation to that of the second cell 21, their ionizing effects combine and complement each other, allowing the overall ionizing effect to be increased.
La orientación opuesta todavía permite ventajosamente aplicar una misma polarización a las dos celdas 11,21. The opposite orientation still advantageously allows the same polarization to be applied to the two cells 11,21.
Estas dos características de orientación y de polarización combinadas permiten ventajosamente fijar el primer electrodo polarizado 12 sobre un primer soporte 16 y el segundo electrodo polarizado 22 sobre un segundo soporte 26. Ventajosamente, estos dos soportes 16, 26 pueden ser un único soporte 36 común, estando los electrodos polarizados 12, 22 soportados respectivamente cada uno por una cara del soporte 36.These two combined orientation and polarization characteristics advantageously allow the first polarized electrode 12 to be fixed on a first support 16 and the second polarized electrode 22 on a second support 26. Advantageously, these two supports 16, 26 can be a single common support 36, the polarized electrodes 12, 22 being respectively supported each by one face of the support 36.
Esto permite ventajosamente, siendo la polaridad del primer electrodo polarizado 12 y del segundo electrodo polarizado 22 la misma (preferentemente negativa), utilizar un conector común, así como una fuente de potencial común, para polarizar estos dos electrodos polarizados 12, 22. Esta estructura es por lo tanto particularmente económica y ventajosa.This advantageously allows, with the polarity of the first polarized electrode 12 and the second polarized electrode 22 being the same (preferably negative), to use a common connector, as well as a common potential source, to polarize these two polarized electrodes 12, 22. This structure It is therefore particularly economical and advantageous.
Así, de acuerdo con una realización ventajosa, el soporte común 36 puede ser conductor y estar conectado al primer electrodo polarizado 12, al segundo electrodo polarizado 22 y al primer potencial 8.Thus, according to an advantageous embodiment, the common support 36 can be conductive and connected to the first polarized electrode 12, the second polarized electrode 22 and the first potential 8.
De acuerdo con otra realización ventajosa, el soporte común 36 comprende un circuito impreso 36 que comprende al menos una pista conductora 31 conectada al primer electrodo polarizado 12, al segundo electrodo polarizado 22 y al primer potencial 8.According to another advantageous embodiment, the common support 36 comprises a printed circuit 36 comprising at least one conductive track 31 connected to the first polarized electrode 12, the second polarized electrode 22 and the first potential 8.
La polarización de un dispositivo de plasma de efecto corona requiere una diferencia de potencial significativa, entre electrodo polarizado y electrodo de tierra, cuya diferencia de potencial es del orden de varios miles de voltios. Además, el primer potencial 8 es muy alto y podría resultar dañino para un operador. La configuración según la invención asegura ventajosamente el confinamiento de este primer potencial 8 en mitad del elemento dual 10. El primer potencial 8 alto queda así fuera del alcance de un operador. Tal elemento dual 10, y por lo tanto un reactor 30 construido a base de tal elemento dual 10, tienen una conformación naturalmente segura frente a este riesgo eléctrico.The polarization of a corona plasma device requires a significant potential difference, between the polarized electrode and the ground electrode, whose potential difference is on the order of several thousand volts. Additionally, the first potential 8 is very high and could be harmful to an operator. The configuration according to the invention advantageously ensures the confinement of this first potential 8 in the middle of the dual element 10. The first potential 8 high is thus out of reach of an operator. Such a dual element 10, and therefore a reactor 30 constructed based on such a dual element 10, have a naturally safe configuration against this electrical risk.
Siendo el soporte 16, 26 un circuito impreso 36, estando distribuido el primer potencial 8 dentro del soporte por medio de una pista conductora 31, ventajosamente dispuesta en dicho circuito impreso 36, de acuerdo con otra característica, un electrodo polarizado 12, 22, sustancialmente en forma de aguja, está ventajosamente ensamblado sobre el soporte 16, 26 por medio de un agujero de interconexión 33 perforado en el circuito impreso 36. Esto permite ventajosamente una fijación del electrodo polarizado 12, 22 por medio de una soldadura. Ventajosamente, el agujero de interconexión 33 está metalizado y perforado en una pista conductora 31. La perforación es tal que asegura la conexión eléctrica. Así, la fijación del electrodo polarizado 12, 22 en el agujero de interconexión 33 de manera conectada asegura la conexión entre el electrodo polarizado 12, 22 y el primer potencial 8. Esto permite una realización sencilla de la fijación y de la conexión del electrodo polarizado 12, 22.The support 16, 26 being a printed circuit 36, the first potential 8 being distributed within the support by means of a conductive track 31, advantageously arranged in said printed circuit 36, according to another characteristic, a polarized electrode 12, 22, substantially needle-shaped, it is advantageously assembled on the support 16, 26 by means of an interconnection hole 33 drilled in the printed circuit 36. This advantageously allows fixing of the polarized electrode 12, 22 by means of welding. Advantageously, the interconnection hole 33 is metallized and perforated in a conductive track 31. The perforation is such that it ensures the electrical connection. Thus, the fixation of the polarized electrode 12, 22 in the interconnection hole 33 in a connected manner ensures the connection between the polarized electrode 12, 22 and the first potential 8. This allows a simple realization of the fixation and connection of the polarized electrode 12, 22.
El circuito impreso 36, estando dispuesto transversalmente al flujo de fluido, está ventajosamente provisto de calados para permitir el paso de este flujo de fluido. De acuerdo con una realización, se realiza al menos un calado 38 para este fin. Para maximizar el paso de fluido a su través, dicho al menos un calado 38 puede cubrir toda la superficie del circuito impreso 36 excluyendo al menos una banda estrecha dispuesta alrededor de dicha al menos una pista conductora 31.The printed circuit 36, being arranged transversely to the fluid flow, is advantageously provided with openings to allow the passage of this fluid flow. According to one embodiment, at least one draft 38 is made for this purpose. To maximize the passage of fluid through it, said at least one opening 38 can cover the entire surface of the printed circuit 36 excluding at least one narrow band arranged around said at least one conductive track 31.
En la figura 8 se ilustra una realización de un circuito impreso 36 destinado a un reactor de plasma según esta característica.Figure 8 illustrates an embodiment of a printed circuit 36 intended for a plasma reactor according to this characteristic.
En la descripción que antecede, como se muestra en las figuras 1 a 6, el primer electrodo polarizado 12 y el segundo electrodo polarizado 22 están alineados axialmente. Esto permite ventajosamente que presenten una constitución monopieza, con una sola aguja de dos puntas formando simultáneamente dos electrodos polarizados 12, 22. Esto también permite ventajosamente fijar los dos electrodos polarizados 12, 22 simultáneamente en un mismo agujero de interconexión 33 pasante, en una sola operación.In the foregoing description, as shown in Figures 1 to 6, the first polarized electrode 12 and the second polarized electrode 22 are axially aligned. This advantageously allows them to have a one-piece constitution, with a single two-pointed needle simultaneously forming two polarized electrodes 12, 22. This also advantageously allows the two polarized electrodes 12, 22 to be fixed simultaneously in the same through interconnection hole 33, in a single operation.
En un elemento dual 10, la primera celda 11, la segunda celda 21 o ambas son una celda según la invención, como se ilustra en la figura 1, es decir, una celda con un cilindro 14 que presenta un perfil bajo. Las figuras 4 a 6 ilustran una configuración con dos celdas idénticas.In a dual element 10, the first cell 11, the second cell 21 or both are a cell according to the invention, as illustrated in Figure 1, that is, a cell with a cylinder 14 that has a low profile. Figures 4 to 6 illustrate a configuration with two identical cells.
Sobre la base de una celda 11 o de un elemento dual 10 según una de las realizaciones anteriores, es posible construir un reactor de plasma 30. El principio conocido de un reactor de plasma está en yuxtaponer, según una disposición uno al lado del otro, en un plano perpendicular al flujo de fluido, una pluralidad de dispositivos de plasma de efecto corona. Esto permite aumentar a voluntad la sección y, por tanto, el caudal de fluido que puede atravesar el reactor de plasma 30.On the basis of a cell 11 or a dual element 10 according to one of the above embodiments, it is possible to construct a plasma reactor 30. The known principle of a plasma reactor is to juxtapose, according to a side-by-side arrangement, in a plane perpendicular to the fluid flow, a plurality of corona plasma devices. This allows the section and, therefore, the fluid flow rate that can pass through the plasma reactor 30 to be increased at will.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un reactor de plasma 30 yuxtapone dispositivos que son celdas 11, según una de las realizaciones anteriores, o elementos duales 10 según una de las realizaciones anteriores.According to another aspect of the invention, a plasma reactor 30 juxtaposes devices that are cells 11, according to one of the previous embodiments, or dual elements 10 according to one of the previous embodiments.
Tal reactor de plasma 30, basado en un elemento dual 10 que comprende dos celdas 1 con un cilindro 4 de bajo perfil, se ilustra en las figuras 6 y 7.Such a plasma reactor 30, based on a dual element 10 comprising two cells 1 with a low profile cylinder 4, is illustrated in Figures 6 and 7.
La producción de un reactor de plasma 30 de este tipo se simplifica mediante las elecciones realizadas para la producción de una celda 11 o de un elemento dual 10. Así, como se ilustra en la figura 6, un circuito impreso 36 central sirve de soporte en sus dos caras a las dos series de electrodos polarizados 32. También asegura, por medio de pistas conductoras 31, la conexión de estos electrodos polarizados 32 al primer potencial 8 (preferiblemente negativo). Una serie, respectivamente dos series, de espaciadores 37 aleja(n) y soporta(n) una placa, respectivamente dos placas, 34 perforada(s) con cilindros y una placa, respectivamente dos placas, 35 de película porosa. Las placas 34, 35 son ventajosamente metálicas para ser conductoras y unirse al segundo potencial 9.The production of such a plasma reactor 30 is simplified by the choices made for the production of a cell 11 or a dual element 10. Thus, as illustrated in Figure 6, a central printed circuit 36 serves as a support in its two faces to the two series of polarized electrodes 32. It also ensures, by means of conductive tracks 31, the connection of these polarized electrodes 32 to the first potential 8 (preferably negative). A series, respectively two series, of spacers 37 distances and supports one plate, respectively two plates, 34 perforated with cylinders and one plate, respectively two plates, 35 of porous film. The plates 34, 35 are advantageously metallic to be conductive and join the second potential 9.
La disposición de los dispositivos 1, 10 dentro de un reactor de plasma 30 puede ser arbitraria. Sin embargo, se busca una optimización tanto de la función de ionización como del volumen ocupado. También la densidad de celda 11/elementos duales 10 es ventajosamente significativa. La huella en el plano de una celda 11 o de un elemento dual 10 que comprende un cilindro 14, 24 es circular. También es ventajosa una disposición hexagonal o en retícula, por ejemplo cuadrada.The arrangement of the devices 1, 10 within a plasma reactor 30 can be arbitrary. However, an optimization of both the ionization function and the occupied volume is sought. Also the density of cell 11/dual elements 10 is advantageously significant. The footprint in the plane of a cell 11 or of a dual element 10 comprising a cylinder 14, 24 is circular. A hexagonal or lattice arrangement, for example square, is also advantageous.
La figura 8 ilustra una posible realización de un circuito impreso 36 adaptado a tal disposición en retícula cuadrada. Este circuito impreso 36 comprende una red, por ejemplo, rectangular, de pistas conductoras 31. Estas pistas están ventajosamente embebidas en el espesor aislante del circuito impreso 36. Están unidas eléctricamente al primer potencial 8. Según una disposición sustancialmente en retícula cuadrada, se perforan agujeros de interconexión 33, en los que se instalan los electrodos polarizados 12, 22, 32. El circuito impreso 36 está recortado con calados 38 que ocupan una superficie máxima para maximizar la sección de paso de fluido. Esta superficie máxima solamente está restringida por el ahorro de una banda estrecha alrededor de las pistas 31. Se prevén agujeros 39, ventajosamente sin conexión eléctrica, distribuidos espacialmente, para permitir la fijación de los separadores 17, 27, 37, ventajosamente realizados de material aislante. Figure 8 illustrates a possible embodiment of a printed circuit 36 adapted to such a square grid arrangement. This printed circuit 36 comprises a network, for example, rectangular, of conductive tracks 31. These tracks are advantageously embedded in the insulating thickness of the printed circuit 36. They are electrically linked to the first potential 8. According to an arrangement substantially in a square grid, they are perforated interconnection holes 33, in which the polarized electrodes 12, 22, 32 are installed. The printed circuit 36 is cut with openwork 38 that occupy a maximum surface area to maximize the fluid passage section. This maximum surface is only restricted by saving a narrow band around the tracks 31. Holes 39, advantageously without electrical connection, are spatially distributed, to allow the fixing of the separators 17, 27, 37, advantageously made of insulating material. .
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