Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von flüssigen und/oder partikelförmigen Verunreinigungen aus einem Gasstrom, in der zwischen zumindest einer ersten, als die Gegenelektrode wirkenden Elektrode und zumindest einer zweiten Elektrode, die als Emissionselektrode wirkt und ein in Richtung der ersten Elektrode gerichtetes Elektrodenende aufweist, ein Strömungsweg des Gasstroms verläuft und zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung zur Bildung eines stabilen Niedrigenergieplasmas anlegbar ist sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.

Aus dem Stand der Technik sind derartige gattungsgemäße Plasmaabscheider zum Abscheiden von Verunreinigungen aus einem Gasstrom, insbesondere Blow-By-Gasen eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Beispielsweise die DE 10 2011 053 578 AI offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung.

In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau einer solchen Vorrichtung gezeigt. Dabei zeigt Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht der aus der DE 10 2011 053 578 AI bekannten Vorrichtung.

In Figur 2 ist eine schematische Querschnittsansicht des Ausschnitts AI der Figur 1 dargestellt.

Die Abscheidevorrichtung 1 weist eine Eintrittsleitung 3 sowie eine Austrittsleitung 5 auf. Durch die Eintrittsleitung 3 wird insbesondere ein Gasstrom 7, wie ein Blow-By-Gas-Strom, in die Abscheidevorrichtung 1 eingeführt. Der Gasstrom 7 beinhaltet insbesondere Verunreinigungen, wie feste und flüssige Partikel, insbesondere Ölpartikel. Innerhalb der Abscheidevorrichtung 1 ist eine erste Elektrode in Form einer Gegenelektrode 9 und eine Vielzahl von zweiten Elektroden in Form von Emissionselektroden 11 angeordnet.

Der Gasstrom 7 wird im wesentlichen senkrecht zu einer Normalenrichtung N der Gegenelektrode 9 durch die Abscheidevorrichtung 1 geführt. Mittels elektrischer Anschlüsse 13 wird an die Emissionselektroden 11 eine Gleichspannung angelegt, die höher als eine Durchschlagsspannung ist, insbesondere mindestens dem 1,2 fachen der Durchschlagsspannung entspricht. Die so angelegte Gleichspannung bewirkt, dass zwischen den Emissionselektroden 11 und der Gegenelektrode 9 ein Niedrigenergieplasma gezündet bzw. ausgebildet wird. Insbesondere in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms 7 durch die Abscheidevorrichtung 1, aber auch abhängig von anderen Parametern wird eine an die Anschlüsse 13 angelegte Stromstärke angepasst.

Das zwischen der Emissionselektrode 11 und der Gegenelektrode 9 ausgebildete Plasma bewirkt, dass in dem Gasstrom 7 ein Teil der Verunreinigungen in Richtung der Gegenelektrode 9 beschleunigt werden. Die sich dann im Bereich der Gegenelektrode 9 ansammelnden Verunreinigungen werden einem Sammelraum 15 zugeführt und von dort einer nicht dargestellten Abführleitung zugeführt.

Um zu verhindern, dass der Gasstrom 7 und damit die darin enthaltenen Verunreinigungen in einen Bereich zwischen den Emissionselektroden 11 eintreten, ist vorgehsehen, dass in einem Zwischenraum zwischen den Emissionselektroden 11 Schottelemente 17 vorgesehen sind. Sowohl die Schottelemente 17 als auch die Emissionselektroden 11 sind zumindest indirekt an einem Trägerelement 19, welches insbesondere ein isolierendes und/oder keramisches Material umfasst, befestigt. Die Befestigung der Emissionselektroden 11 erfolgt indirekt über einen Duroplastkörper 21, auf dem Hochohm widerstände angeordnet sind, mittels denen die Emissionselektroden 11 mit den Anschlüssen 13 verbunden sind.

Die in der DE 10 2011 053 578 AI beschriebene Vorrichtung hat sich grundsätzlich bewährt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Langzeitstabilität und Qualität des in der Vorrichtung erzeugten Niedrigenergieplasmas verbessert werden kann. So hat sich insbesondere gezeigt, dass sich in einem benachbarten Bereich zu dem sich ausbildenden Plasma bzw. Plasmakegel ein Ionenwind entsteht, der dazu führt, dass Verunreinigungen teilweise in Richtung der Emissionselektrode bzw. dem Trägerelement beschleunigt werden. Diese Partikel, insbesondere Öltropfen, können sich dann im Bereich des Trägerelements bzw. des Duroplastkörpers 21 anlagern. Dort können sie sich agglomerieren und aufgrund der Gravitationskraft entlang des Duroplastkörpers bzw. der Emissionselektroden zu den der Gegenelektrode zugewandten Enden der Emissionselektrode fließen. Unter ungünstigen Bedingungen kann dies dazu führen, dass die Partikel in dem Endbereich der Emissionselektrode, die der Gegenelektrode zugewandt ist, wobei in diesem Bereich das Plasma entsteht, fließen und dort aufgrund der dort herrschenden Temperaturen verkohlen und sich an dem Elektrodenende anlagern. Dies kann wiederum zu einer Veränderung des Widerstands führen, wenn die Ablagerung leitend ist, zu einer Erniedrigung des Widerstands, und, wenn die Anlagerung isolierend ist, zu einer Erhöhung des Widerstands, so dass an der entsprechenden Elektrode sich dann kein stabiles Niedrigenergieplasma ausbildet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung derartig weiterzuentwickeln, dass die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere eine verbesserte Langlebigkeit der Abscheidevorrichtung erreicht wird. Darüber hinaus soll ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer gattungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellt werden, dass ebenfalls die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.

Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Alternative dadurch gelöst, dass die zweite Elektrode sich im wesentlichen entlang einer ersten Achse in eine erste Richtung erstreckt und die erste Elektrode zumindest einen gegenüberliegend zu der zweiten Elektrode angeordneten und sich in zumindest bereichsweise einer im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung verlaufenden ersten Ebene erstreckenden Plateaubereich aufweist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass der Plateaubereich koaxial zur zweiten Elektrode angeordnet ist und/oder der Strömungsweg im wesentlichen zwischen der zweiten Elektrode und dem Plateaubereich verläuft.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Plateaubereich zumindest bereichsweise, insbesondere im Randbereich, eine in Richtung der zweiten Elektrode und/oder entgegen der ersten Richtung gewölbte Oberfläche aufweist. Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass der Plateaubereich von einem Basisniveau der ersten Elektrode in Richtung der zweiten Elektrode beabstandet angeordnet ist.

In besonderen Ausführungsformen ist bevorzugt, dass eine Vielzahl von zweiten Elektroden vorhanden ist und die erste Elektrode eine Vielzahl von Plateaubereichen aufweist, wobei jeder zweiten Elektrode ein jeweiliger Plateaubereich zugeordnet ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass der Plateaubereich mittels eines sich entgegen der ersten Richtung erstreckenden, insbesondere elektrisch leitenden Abstandselement mit dem Basisniveau verbunden ist.

In der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass das Abstandselement koaxial zu der ersten Achse verläuft oder das Abstandselement beabstandet zu der ersten Achse, vorzugsweise zumindest bereichsweise parallel zu der ersten Achse verläuft und der Plateaubereich mittels zumindest einem, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung und/oder entlang der ersten Ebene verlaufenden, Verbindungselement mit dem Abstandselement verbunden ist.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die erste Elektrode zumindest bereichsweise eine im wesentlichen C-förmigen Querschnitt aufweist, insbesondere die C-Form durch das Basisniveau, das Abstandselement, das Verbindungselement und den Plateaubereich gebildet wird.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen ist besonders bevorzugt, dass der Plateaubereich, das Abstandselement, das Basisniveau und/oder das Verbindungselement zumindest bereichsweise einstückig ausgebildet sind.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die Plateaubereiche mittels zumindest einer Verbindungseinrichtung, die sich im wesentlichen parallel zu dem Basisniveau erstreckt und/oder eine geringere Erstreckung in zumindest eine Richtung der ersten Ebene im Vergleich zu den Plateaubereichen aufweist, verbunden sind.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass die Plateaubereiche in einer Richtung senkrecht zur ersten Achse entlang einer Geraden, angeordnet sind, insbesondere die Verbindungseinrichtungen sich im wesentlichen entlang der Gerade erstrecken und/oder mittels der Verbindungseinrichtungen ein Netzwerk und/oder eine Matrix ausgebildet wird, wobei an zumindest einem der Kreuzungspunkte der Verbindungseinrichtungen zumindest ein Plateaubereich angeordnet ist, wobei sich das Netzwerk und/oder die Matrix entlang der ersten Ebene erstreckt.

Weiterhin ist bevorzugt, dass die Vielzahl von Plateaubereichen von zumindest einem, vorzugsweise zumindest bereichsweise als Blechstanzteil ausgebildeten, Gegenelektrodenelement bereitgestellt ist.

In der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass die Plateaubereiche in dem Gegenelektrodenelement entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind und/oder zumindest zwei Gegenelektrodenelemente spiegelsymmetrisch, vorzugsweise zumindest bereichsweise ineinandergreifend, zueinander anordbar sind, vorzugsweise derart versetzt zueinander, dass die Plateaubereiche der jeweiligen Gegenelektrodenelemente versetzt zueinander entlang der jeweiligen zweiten Richtung angeordnet sind.

Weiterhin wird für die vorgenannte Ausführungsform alternativ vorgeschlagen, dass durch das Blechstanzteil die Plateaubereiche und Verbindungselemente gebildet sind.

In einer weiteren Alternative kann ergänzend zu den vorgenannten Merkmalen einer ersten Alternative oder alternativ zu diesen eine Vorrichtung gekennzeichnet sein durch zumindest ein mit der zweiten Elektrode in Wirkverbindung stehendes Abtropfelement mittels dem sich in Richtung und/oder entlang der zweiten Elektrode bewegende Fluidteilchen des Gasstroms derartig sammelbar sind, dass sich die Fluidteilchen beabstandet von dem Elektrodenende von dem Abtropfelement lösen.

In dieser Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass das Abtropfelement zumindest bereichsweise von zumindest einem im Bereich der zweiten Elektrode angeordneten Anströmelement umfasst ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zweite Elektrode zumindest bereichsweise das Abtropfelement umfasst, wobei mittels des Abtropfelements in Richtung des Elektrodenendes entlang der zweiten Elektrode fließende Fluidteilchen beabstandet von dem Elektrodenende derartig sammelbar sind, dass sich die Fluidteilchen beabstandet von dem Elektrodenende von der zweiten Elektrode lösen.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass das Elektrodenende und ein dem Elektrodenende gegenüberliegendes Einspeisungsende der zweiten Elektrode entlang einer ersten Achse, die sich in eine erste Richtung erstreckt, derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass das Elektrodenende näher an der ersten Elektrode angeordnet ist, und das Abtropfelement zumindest bereichsweise durch einen Übergangsbereich der zweiten Elektrode gebildet ist, der zwischen einem ersten Elektrodenbereich, in dem sich zumindest ein Oberflächenbereich der zweiten Elektrode und/oder die Elektrode von dem Einspeisungsende in Richtung des Elektrodenendes in eine Richtung mit einer Richtungskomponente entlang der ersten Achse erstreckt, und einem zweiten Elektrodenbereich, in dem sich zumindest ein Oberflächenbereich der zweiten Elektrode und/oder die zweite Elektrode zumindest bereichsweise in eine Richtung mit einer Richtungskomponente entgegen der ersten Richtung erstreckt, angeordnet ist.

Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass sich zumindest ein Oberflächenbereich der zweiten Elektrode und/oder die zweite Elektrode von dem Einspeisungsende in Richtung des Elektrodenendes, insbesondere im Anschluss an den zweiten Elektrodenebereich, in einem dritten Elektrodenebereich in eine Richtung mit einer Richtungskomponente entlang der ersten Achse erstreckt, vorzugsweise derart, dass das Abtropfelement entlang der ersten Achse oberhalb des Elektrodenendes angeordnet ist.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass das Abtropfelement von zumindest einer Windung der zweiten Elektrode, zumindest einem Knick der zweiten Elektrode und/oder des Anströmelements, zumindest einem wendeiförmigen Bereich der zweiten Elektrode, zumindest einer Ausbauchung der Oberfläche der zweiten Elektrode und/oder des Anströmelements, zumindest einer Schürze und/oder zumindest einem Tellerelement umfasst und/oder ausgebildet ist.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass das Abtropfelement die zweite Elektrode umlaufend umgibt, vorzugsweise radialsymmetrisch, das Abtropfelement stromabwärts des Gasstroms angeordnet ist und/oder das Anströmelement stromaufwärts des Gasstroms angeordnet ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass das Abtropfelement zumindest bereichsweise einstückig mit der zweiten Elektrode und/oder dem Anströmelement ausgebildet ist.

In einer dritten Alternative kann ergänzend und/oder alternativ zu den vorgenannten Maßnahmen vorgesehen sein, dass die zweite Elektrode, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes, zumindest eine Verjüngung aufweist.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass die Verjüngung in Form zumindest einer Spitze, zumindest eines Grats und/oder zumindest einer Kante ausgebildet ist

Weiterhin schlägt die Erfindung vor, dass die zweite Elektrode in einer Ebene senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung, insbesondere der ersten Richtung, eine im wesentlichen zylinderförmige, dreieckige, quadratische, rechteckige und/oder mehreckige Querschnittsform aufweist, die zweite Elektrode, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes eine zu der Haupterstreckungsrichtung geneigte Endfläche aufweist, insbesondere die Verjüngung von einer Kante der Endfläche umfasst ist.

Auch ist bevorzugt, dass die zweite Elektrode, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes, zumindest bereichsweise einen Hohlbereich aufweist, in dem die zweite Elektrode hohl ausgebildet ist, vorzugsweise hohlzylinderförmig, rohrförmig und/oder kegelmantelförmig, wobei vorzugsweise die Verjüngung von zumindest einer Endkante der Wandung des Hohlbereichs umfasst ist, insbesondere die Verjüngung umlaufend an dem Elektrodenende ausgebildet ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der dritten Alternative kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass die zweite Elektrode zumindest bereichsweise, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes, ein Carbonmaterial umfasst und/oder die zweite Elektrode zumindest bereichsweise, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes, zumindest eine, vorzugsweise eine Anhaftung von Partikeln und/oder Fluid reduzierende, Beschichtung umfasst, insbesondere eine Beschichtung umfassend Titan-Nitrid, Nanosol, zumindest ein Nanopartikel umfassendes Material, zumindest ein eine Oberfläche mit Nanostruktur ausbildendes Material und/oder Chrom-Nitrid.

In einer vierten Alternative kann alternativ oder ergänzend zu den Maßnahmen der vorgenannten drei Alternativen vorgesehen sein, dass zwischen dem Strömungspfad und der ersten Elektrode und/oder dem Strömungspfad und der zweiten Elektrode zumindest bereichsweise zumindest ein für den Gasstrom und/oder die Verunreinigungen im wesentlichen undurchlässiges und elektrisch und/oder elektrostatisch permitives Trennelement angeordnet ist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass das Trennelement zumindest eine Trennfolie und/oder eine Trennmembran umfasst und/oder zumindest bereichsweise Polytetrafluorethylen umfasst.

Weiterhin wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das Trennelement die zweite Elektrode, insbesondere das Elektrodenende, oder die erste Elektrode berührt.

Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der vierten Alternative dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung des Trennelements zwischen der ersten Elektrode und dem Strömungspfad zumindest eine Abführöffnung in dem Trennelement vorgesehen ist, wobei mittels der Abführöffnung aus dem Gasstrom abgeschiedene, sich, insbesondere auf der dem Gasstrom zugewandten Seite, des Trennelements ansammelnde, Verunreinigungen in zumindest einen Sammelraum abführbar sind. Gemäß einer fünften Alternative, die ergänzend oder alternativ zu den vorgenannten vier Alternativen ausgeführt sein kann, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass die Vorrichtung zumindest zwei zweite Elektroden, vorzugweise eine Vielzahl von zweiten Elektroden, umfasst, wobei sich die zweiten Elektroden von zumindest einem ersten Trägerelement aus erstrecken, und zumindest eine Abieiteinrichtung zur Reduzierung einer elektrostatischen Aufladung des Trägerelements und/oder zur Abführung von sich auf einer Oberfläche des Trägerelements ansammelnden Ladungsträgern zumindest im Bereich zwischen den zweiten Elektroden vorgesehen ist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass die zweiten Elektroden zumindest bereichsweise durch das Trägerelement hindurchtreten und/oder das Trägerelement zumindest ein keramisches Material umfasst. Bei den beiden vorgenannten Ausführungsformen wird vorgeschlagen, dass die Ableiteinrichtung zumindest eine auf das Trägerelement zumindest bereichsweise aufgebrachtes und/oder zumindest bereichsweise in das Trägerelement eingebettetes Ableitelement umfasst, wobei das Ableitelement vorzugsweise zumindest eine, insbesondere elektrisch leitende, Ableitbeschichtung, zumindest ein, insbesondere Polyamid umfassendes und/oder geerdetes , Ableitgewebe, und/oder zumindest ein Metallband, wie ein Kupferband, umfasst, und/oder die Ableiteinrichtung als leitfähiges Tunnelelement ausgebildet ist.

Auch ist bevorzugt, dass die Ableiteinrichtung zumindest eine zumindest bereichsweise in dem Trägerelement ausgebildete Vertiefung umfasst.

Bei den vorgenannten Ausführungformen ist besonders bevorzugt, dass die Ableiteinrichtung zumindest eine im Bereich zwischen den Elektrodenenden der zweiten Elektroden und dem Trägerelement angeordnete Ableitvorrichtung umfasst.

Bei der vorgenannten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Ableitvorrichtung zumindest ein leitfähiges Gitter, zumindest einen leitfähigen Schaum, zumindest ein die jeweilige zweite Elektrode zumindest bereichsweise umgebendes, vorzugsweise nach radial außen in Richtung des Elektrodenendes gewölbtes Schirmelement umfasst, wobei insbesondere die Ableitvorrichtung auf dem gleichen elektrostatischen Potential liegt, wie die zweiten Elektroden.

Weiterhin wird mit der Erfindung für die erfindungsgemäße Vorrichtung schließlich vorgeschlagen, dass die Ableiteinrichtung, das Ableitelement, die Ableitbeschichtung und/oder die Ableitvorrichtung sich zumindest bereichsweise entlang und/oder in einer ersten Wandung und/oder zweiten Wandung, die sich zumindest bereichsweise in eine Richtung zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode in eine Richtung entlang der ersten Achse und/oder in die erste Richtung erstreckt bzw. erstrecken und/oder in die zumindest eine Eintrittsöffnung oder eine Austrittsöffnung mündet, und/oder entlang einer und/oder in einer dritten Wandung, die sich zumindest bereichsweise parallel zu dem ersten Trägerelement, zumindest bereichsweise unterhalb der ersten Elektrode und/oder zumindest bereichsweise auf einer der zweiten Elektrode abgewandten Seite der ersten Elektrode erstreckt, ausdehnt bzw. ausdehnen. Gemäß einer sechsten Alternative, die ergänzend oder alternativ zu den vorgenannten fünf Alternativen ausgeführt sein kann, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch

gekennzeichnet sein, dass

die Vorrichtung zumindest zwei zweite Elektroden, vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten Elektroden, umfasst und zumindest eine Beeinflussungsvorrichtung zur Beeinflussung des durch die zumindest zwei zweiten Elektroden ausgebildeten elektrischen Feldes zumindest

bereichsweise zwischen den zumindest zwei zweiten Elektroden anordbar und/oder angeordnet ist.

Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Beeinflussungsvorrichtung im Wesentlichen zumindest bereichsweise gegenüber zumindest einer ersten Elektrode, vorzugsweise einer Vielzahl von ersten Elektroden, anordbar und/oder angeordnet ist und/oder ein, vorzugsweise vorbestimmtes elektrisches Potential anlegbar und/oder angelegt ist.

Bei der vorgenannten Ausführungsform kann vorgesehene sein, dass die

Beeinflussungsvorrichtung leitend mit der zumindest einen ersten Elektrode verbindbar und/oder verbunden ist, an die Beeinflussungsvorrichtung das Potential der ersten Elektrode anlegbar und/oder angelegt ist und/oder die Beeinflussungsvorrichtung und die Abieiteinrichtung die Ableitvorrichtung und/oder das Ableitelement zumindest bereichsweise gemeinsam ausgebildet sind.

Ferner liefert die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer gattungsgemäßen Vorrichtung oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Vorrichtung ein flüssige und/oder partikelförmige Verunreinigungen aufweisender Gasstrom zugeführt wird, zur Abscheidung der Verunreinigungen aus dem Gasstrom der Gasstrom zumindest teilweise entlang eines zwischen zumindest einer ersten Elektrode und zumindest einer zweiten Elektrode ausgebildeten Strömungswegs geführt wird und zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung zur Bildung eines stabilen Niedrigenergieplasmas ausgebildet wird und das Verfahren ferner einen Reinigungsschritt zur Reinigung der ersten Elektrode und/oder der zweiten Elektrode umfasst.

Für das Verfahren wird insbesondere vorgeschlagen, dass während des Reinigungsschritts an zumindest eine erste Gruppe einer Vielzahl von zweiten Elektroden ein Massepotential angelegt wird oder eine die Gleichspannung überschreitende und einen Überschlag zwischen der ersten Elektrode und den zweiten Elektroden der ersten Gruppe erzeugende Spannung angelegt wird, insbesondere während an zumindest eine zweite Gruppe der zweiten Elektroden die Gleichspannung zur Bildung des Niedrigenenergieplasmas angelegt wird.

Bei der vorgenannten Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass die zweiten Elektroden alternierend der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe zugeordnet werden.

Für das Verfahren wird ferner vorgeschlagen, dass in dem Reinigungsschritt eine mechanische Anregung der ersten Elektrode und/oder der zweiten Elektrode erzeugt wird, vorzugsweise mittels eines durch zumindest eine Anregungseinrichtung erzeugte Ultraschallschwingung, wobei als Anregungseinrichtung vorzugsweise zumindest ein piezoelektrisches Element und/oder zumindest eine Komponente einer Brennkraftmaschine und/oder eine mit einer Komponente der Brennkraftmaschine zur Übertragung von Schwingungen in Wirkverbindung stehende Schwingungsübertragungsvorrichtung verwendet wird.

Schließlich kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass der Reinigungsschritt das sequentielle Abfahren zumindest zweier ersten Elektroden und/oder zweier zweiten Elektroden mittels eines Reinigungselements, wie zumindest einer Bürste, umfasst.

Gemäß einer ersten Alternative bzw. einem ersten Lösungsansatz wird also die zuvor angeführte Aufgabe bezüglich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass die zweite Elektrode sich im wesentlichen entlang einer ersten Achse in eine erste Richtung erstreckt und die erste Elektrode zumindest einen gegenüberliegend zu der zweiten Elektrode angeordneten und sich in zumindest bereichsweise einer im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung verlaufenden ersten Ebene erstreckenden Plateaubereich aufweist.

Darüber hinaus wird zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe alternativ oder ergänzend zu dem ersten Lösungsansatz als zweiter Lösungsansatz zumindest ein mit der zweiten Elektrode in Wirkverbindung stehendes Abtropfelement, mittels dem sich in Richtung und/oder entlang der zweiten Elektrode bewegende Fluidteilchen des Gasstroms derartig sammelbar sind, dass sich die Fluidteilchen beabstandet von dem Elektrodenende von dem Abtropfelement lösen, vorgeschlagen. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe in einem dritten Lösungsansatz, der alternativ oder ergänzend zu dem ersten Lösungsansatz und/oder dem zweiten Lösungsansatz realisiert werden kann, vorgeschlagen, dass die zweite Elektrode, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes, zumindest eine Verjüngung aufweist.

Gemäß einem vierten Lösungsansatz wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass zur Erzielung der gewünschten Effekte alternativ oder ergänzend zu den drei zuvor genannten Lösungsansätzen erreicht wird, dass zwischen dem Strömungspfad und der ersten Elektrode und/oder dem Strömungspfad und der zweiten Elektrode zumindest bereichsweise zumindest ein für den Gasstrom und/oder die Verunreinigungen im wesentlichen undurchlässiges und elektrisch und/oder elektrostatisch permitives Trennelement angeordnet ist. Dabei wird unter einem Trennelement, insbesondere ein grundsätzlich geschlossenes und/oder zumindest für Elektroden teildurchlässiges Trennelement, wie eine Trennfolie und/oder Trennmembran, verstanden. Schließlich wird für die erfindungsgemäße Vorrichtung als fünfter Lösungsansatz zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zumindest zwei zweite Elektroden, vorzugweise eine Vielzahl von zweiten Elektroden, umfasst, wobei sich die zweiten Elektroden von zumindest einem ersten Trägerelement aus erstrecken und zumindest eine Abieiteinrichtung zur Reduzierung einer elektrostatischen Aufladung des Trägerelements zumindest im Bereich zwischen den zweiten Elektroden vorgesehen ist wobei der fünfte Lösungsansatz alternativ oder ergänzend zu den zuvor genannten vier Lösungsansätzen realisiert werden kann.

Ferner wird vorgeschlagen, dass sich die Abieiteinrichtung auch in andere (Wand)- Bereiche erstrecken kann, insbesondere in eine erste und/oder zweite Wandung bzw. Seitenwandung und/oder eine dritte bzw. Bodenwandung. Auf diese Weise ist die Ausbildung eines „Faradayschen Käfigs", möglich. Die Abieiteinrichtung ist vorzugsweise zumindest an ihrer Oberfläche und/oder komplett elektrisch leitend.

Als sechster Lösungsansatz wird zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe alternativ oder ergänzend zu den fünf vorhergehenden Lösungsansätzen vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zumindest zwei zweite Elektroden, vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten Elektroden, umfasst, und zumindest eine Beeinflussungsvorrichtung zur Beeinflussung des durch die zumindest zwei zweiten Elektroden ausgebildeten elektrischen Felder zumindest bereichsweise zwischen den zumindest zwei zweiten Elektroden vorgesehen ist. Dabei wird unter einer Beeinflussungsvorrichtung insbesondere Blechstreifen oder Vollkörper aus Metall verstanden.

Schließlich liefert die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer gattungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Vorrichtung ein flüssige und/oder partikelförmige Verunreinigungen aufweisender Gasstrom zugeführt wird, zur Abscheidung der Verunreinigungen aus dem Gasstrom der Gasstrom zumindest teilweise entlang eines zwischen zumindest einer ersten Elektrode und zumindest einer zweiten Elektrode ausgebildeten Strömungswegs geführt wird und zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine die Durchschlagspannung überschreitende Gleichspannung zur Bildung eines stabilen Niedrigenergieplasmas ausgebildet wird, und das Verfahren ferner einen Reinigungsschritt zur Reinigung der ersten Elektrode und/oder der zweiten Elektrode umfasst.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch vergleichsweise einfache konstruktive bzw. bautechnische Anpassungen der gattungsgemäßen Vorrichtung deren Langzeitstabilität deutlich erhöht werden kann. Dies führt dazu, dass die Vorrichtung auch beispielsweise dazu eingesetzt werden kann, Ölreste aus Frischluft, die einer Passagierkabine eines Flugzeugs zugeführt wird und beispielsweise einer Turbine entnommen ist, zu entfernen. Somit kann durch die Vorrichtung wirksam ein aerotoxisches Syndrom vermieden werden.

Gemäß einem ersten Lösungsansatz wird vorgeschlagen, dass eine besondere Ausbildung der Gegenelektrode gewählt wird. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Gegenelektrode, bei denen eine im wesentlichen flächige Gegenelektrode vorgeschlagen wurde, sieht der erste Lösungsansatz vor, dass jeder einzelnen Emissionselektrode ein separater Gegenbereich der Gegenelektrode zugeordnet wird. Dieser als Plateaubereich bezeichnete Bereich der Gegenelektrode ist insbesondere durch einen Abstandselement von einem Basisniveau der Gegenelektrode beabstandet. Die Plateaubereiche stehen sozusagen in Form von Pilzelementen aus dem Basisniveau hervor. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Abstandselement koaxial zu der Emissionselektrode angeordnet ist bzw. sich eine Längsachse des Abstandselements zumindest bereichsweise in Verlagerung der Erstreckungsrichtung, insbesondere der ersten Richtung und/oder entlang der ersten Achse, erstreckt. Dieser Aufbau der Gegenelektrode bewirkt, dass sich auf der Gegenelektrode ansammelnde Partikel, insbesondere Öltropfen, selbständig von dem Plateaubereich abfließen, um dann über das Basisniveau in den Sammelraum abfließen zu können.

Insbesondere wenn der Plateaubereich zumindest bereichsweise eine Wölbung aufweist, wird das Abfließen der Partikel unterstützt. Dabei kann die Wölbung lediglich in einen Randbereich das ansonsten planen Plateaubereichs ausgebildet sein. Somit wird ein Kompromiss aus einer bestmöglichen Ausbildung eines (breiten) Plasmakegels durch den planen Bereich und eine bestmögliche Abführung von Partikeln erreicht. Die Wölbung bewirkt, dass bei Abfließen von Partikeln aus dem Randbereich auch in dem planen Plateaubereich angeordnete Partikel, insbesondere aufgrund der Viskosität eines Verunreinigungsfluids,„mitgezogen" werden. Somit wird der Vorteil erzielt, dass eine Ansammlung von Partikeln im Bereich der Gegenelektrode, in dem das Plasma sich ausbildet, vermieden wird. So wurde erkannt, dass eine Ansammlung in diesem Bereich zu einer unerwünschten Verkohlung der Partikel und damit zu einer Beeinträchtigung des Plasmas führen kann.

Um eine Bereitstellung der Plateaubereiche der Gegenelektrode zu vereinfachen, wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass eine Vielzahl von Plateaubereichen durch ein einziges Gegenelektrodenelement ausgebildet ist. Dieses Gegenelektrodenelement wird vorzugsweise als Blechstanzteil ausgebildet und weist einen C-förmigen bzw.„liegenden" U- förmigen Querschnitt auf. Das untere Querelement des Gegenelektrodenelements bildet das Basisniveau, von dem sich im wesentlichen senkrecht nach oben das Abstandselement erstreckt. Senkrecht zu dem Abstandselement steht dann ein löffeiförmiges Element ab, welches ein Verbindungselement, welches sozusagen den„Stiel" des Löffels bildet, und den Plateaubereich, welcher den„Schöpfbereich" des Löffels bildet, darstellt.

Durch das Verbindungselement wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Abstandselement und dem Plateaubereich hergestellt und gleichzeitig der Plateaubereich mechanisch gehalten. Dies ermöglicht es, dass an dem Abstandselement eine Vielzahl von Plateaubereichen, die in einer zweiten Richtung nebeneinander angeordnet sind, ausgebildet werden können. Insbesondere wenn zwei dieser Gegenelektrodenelemente spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind und in der zweiten Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, kann so eine Vielzahl von versetzt zueinander angeordneten Plateaubereichen im Bereich der Gegenelektroden bereitgestellt werden. Dabei können die Gegenelektrodenelemente komplett spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Alternativ kann, insbesondere wenn die Basisniveaus zumindest bereichsweise überlappend angeordnet sind, die Gegenelektrodenelemente sich in der Länge der Abstandselemente derartig unterscheiden, dass die Plateaubereiche der Gegenelektroden auf der gleichen Höhe bzw. im gleichen Abstand zu den zweiten Elektroden angeordnet sind.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Plateaubereiche durch Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden sind. Dabei weisen die Verbindungseinrichtungen in der ersten Ebene zumindest in eine Richtung eine geringere Ausdehnung als die Plateaubereiche auf. Auf diese Weise ist es möglich, eine Kette oder eine Matrix bzw. ein Netzwerk von Plateaubereichen bereitzustellen, die oberhalb eines Basisniveaus angeordnet sind. So kann auf Abstandselemente für jeden einzelnen Plateaubereich verzichtet werden, insbesondere die Plateaubereiche und die Verbindungseinrichtungen an den jeweiligen Endpunkten über dem Basisniveau „aufgespannt" werden. Aufgrund des Wegfalls der Abstandselemente ist ein besseres Abfließen der Verunreinigungen unterhalb der Plateaubereiche möglich, da ein im wesentlichen offener Raum unterhalb der Plateaubereiche bereitgestellt werden kann.

Die Verwendung dieser Gegenelektrodenelemente ermöglicht es, dass jeder Emissionselektrode der jeweilige Plateaubereich zugeordnet werden kann, so dass im Bereich jeder Emissionselektrode an einer vordefinierten Stelle und in einem vordefinierten Bereich ein Plasmakegel ausgebildet werden kann, wobei ferner aufgrund der relativen Anordnung der einzelnen Plateaubereiche die Plasmakegel in einer festgelegten relativen Position zueinander ausgebildet werden. Aufgrund des verbesserten Abflusses der Partikel von dem Plateaubereich, insbesondere aufgrund der Wölbung, zumindest im Randbereich werden die Plasmakegel darüber hinaus stabilisiert. So können die Partikel barrierefrei von jedem der Plateaubereiche abfließen, so dass eine Agglomeration von Partikeln, wie sie bei aus dem Stand der Technik bekannten Gegenelektroden auftreten können, vermieden werden. In einem zweiten Lösungsansatz, der alternativ oder ergänzend zu dem zuvor beschriebenen ersten Lösungsansatz realisiert sein kann, wird vorgeschlagen, dass im Bereich der Emissionselektrode ein Abtropfelement ausgebildet wird. Dieses Abtropfelement kann insbesondere einstückig mit der Emissionselektrode ausgebildet sein oder als separates Bauteil realisiert sein, welches unabhängig von der Emissionselektrode angeordnet ist oder mit dieser verbunden ist.

Die Verwendung eines derartigen Abtropfelements basiert auf der Erkenntnis, dass im Bereich des Plasmakegels, insbesondere benachbart oder auch im Plasmakegel ein Ionenwind entsteht, der dazu führt, dass Verunreinigungen des Gasstroms, die durch einen Durchtritt durch vorangehende Plasmabereiche aufgeladen wurden, in eine Richtung zur Emissionselektrode hin beschleunigt werden. Dies führt dazu, dass sich oberhalb des Plasmakegels Verunreinigungen, insbesondere Fluidtröpfchen im Bereich des Trägerelements bzw. Duroplastkörpers, anlagern können. Die Verunreinigungen sind an diesen Stellen grundsätzlich unbedenklich. Die Anordnung der Emissionselektroden an dem Trägerelement kann auch dadurch erfolgen, dass die Emissionselektroden durch ein Trägerelement in Form einer Lochplatte jeweils durch die Löcher der Lochplatte hindurch gehen und die Elektrodenspitzen aus diesen herausragen. Auch kann das Trägerelement andere bzw. zusätzliche Materialien als bzw. zusätzlich zu Duroplast, wie ein keramisches Material, umfassen.

Um jedoch zu verhindern, dass sich in diesem Bereich Ablagerungen, die leitend sind, wie Kondensat, Wasser oder Rußpartikel anlagern können, werden vorzugsweise als Wandmaterialien thermisch isolierende Materialien verwendet. Diese führen insbesondere dazu, dass nach Standzeiten des Abscheiders eine geringere Tendenz zur Anlagerung von Kondensatflüssigkeit an Oberfläche des Gehäuses vorliegt.

Jedoch kann es über einen längeren Betriebszeitraum der Abscheidevorrichtung dazu kommen, dass sich Verunreinigungen agglomerieren und dann aufgrund der Gravitationswirkung sich in Richtung der Gegenelektrode bewegen. Dies geschieht zumeist derartig, dass die Fluidtropfen an dem Duroplastkörper bzw. der Lochplatte herablaufen und dann an der Emissionselektrode entlang in Richtung der Elektrodenspitze bzw. dem Elektrodenende fließen. Durch das erfindungsgemäße Tropfelement wird nun erreicht, dass sich agglomerierende Fluidtropfen beabstandet von der Elektrodenspitze in Richtung der Gegenelektrode fließen und außerhalb der Emissionselektrode in Richtung der Gegenelektrode abtropfen bzw. von dem Gasstrom wieder mitgerissen werden.

Wie bereits zuvor beschrieben kann vorgesehen sein, dass die Emissionselektrode eine derartige Windung aufweist, dass ein erster Bereich der Emissionselektrode zunächst in Richtung der Gegenelektrode erstreckt, sich an diesen jedoch ein zweiter Bereich anschließt, in der sich die Emissionselektrode von der Gegenelektrode weg erstreckt um sich dann in einem dritten Bereich wieder in Richtung der Gegenelektrode zu erstrecken um dann in die Elektrodenspitze bzw. dem Elektrodenende zu münden.

Dies bewirkt, dass an der Emissionselektrode herabfließende Flüssigpartikel sich zunächst im tiefsten Punkt der Windung sammeln, jedoch nicht zu der Elektrodenspitze fließen können. Erreicht die sich im tiefsten Punkt der Windung ansammelnde Flüssigkeitsmenge ein vorbestimmtes Maß, löst sich die Flüssigkeit von dem Abtropfelement ohne die Elektrodenspitze zu erreichen, insbesondere ohne dort zu einer Verkohlung der Elektrodenspitze führen zu können.

Entsprechende Abtropfelemente können auch als schirmförmige Elemente ausgebildet sein, die die Emissionselektrode glockenförmig umgeben, um an dem Außenrand des Schirms entsprechende Abtropfelemente auszubilden. Auch kann vorgesehen sein, dass die Emissionselektrode auf ihrer Oberfläche entsprechende, vorzugsweise einstückig mit dem Elektrodenmaterial ausgebildete Ausbeulungen aufweist.

In einer alternativen Ausführungsform bzw. einem dritten Lösungsansatz kann vorgesehen sein, dass das Abtropfelement dadurch ausgebildet wird, dass die Emissionselektrode, insbesondere im Bereich des Elektrodenendes bereichsweise hohl ausgebildet ist. Dies führt dazu, dass am Elektrodenende ein im wesentlichen kreisförmiges Abtropfelement ausgebildet wird, falls die Elektrode einen im wesentlichen zylinderförmigen Querschnitt aufweist.

Dieser Aufbau führt dazu, dass, falls ein Flüssigkeitstropfen das Elektrodenende erreicht, in diesem Bereich die Plasmaerzeugung derart aussetzt als dass ein anderer Bereich des zylinderförmigen Abtropfelements als Ausgangspunkt für das Plasma wirkt. Dies verhindert, dass der sich an dem Abtropfelement anhaftende Flüssigkeitstropfen durch das Plasma derartig aufgeheizt wird, dass es zu einer Verkohlung der Elektrodenspitze kommt. Löst sich dann der Flüssigkeitstropfen aufgrund der Gravitation ab, wandert der Ausgangspunkt des Plasmakegels zu einer entsprechenden Stelle entlang des kreisförmigen Abtropfelements. So wird eine Überhitzung und Verkohlung der Elektrodenspitze ebenfalls wirksam verhindert.

In einem vierten Lösungsansatz, der ergänzend oder alternativ zu einem oder mehreren der voran beschriebenen Lösungsansätze realisiert sein kann, wird vorgeschlagen, dass der Strömungsbereich des Stromes hermetisch von den Bereichen, in denen die Emissionselektrode bzw. die Gegenelektrode angeordnet ist, abgetrennt wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass diese Trennung zwischen dem Strömungsbereich und der Emissionselektrode durchgeführt wird.

Dazu wird vorgeschlagen, dass der Strömungsweg, insbesondere im Bereich der Emissionselektrode, durch ein Trennelement, wie eine Folie oder Membran, das undurchlässig für den Gasstrom bzw. darin enthaltende Partikel, also insbesondere das Blow-By-Gas ist, im Bereich der Emissionselektrode begrenzt wird. Das Trennelement ist hingegen durchlässig für Ladungsträger, wie Elektronen. Als geeignete Elemente haben sich insbesondere Teflon- bzw. Polytetrafluorethylen-Folien herausgestellt. Diese bieten den Vorteil, dass sie elektrisch permitiv sind, d. h. dass die an die Emissionselektrode angelegt Gleichspannung durch die Folie in den Strömungsbereich hindurchtreten kann, so dass sich weiterhin im Strömungsbereich das Niedrigenergieplasma ausbildet. Mit anderen Worten können Elektroden durch das Trennelement hindurchtreten. Besonders bevorzugt ist, dass die Folie in direktem Kontakt mit den Elektrodenspitzen der Emissionselektroden steht. Auf diese Weise wird eine bestmögliche Ausbildung des Niedrigenergieplasmas sichergestellt bei gleichzeitiger bestmöglicher Trennung des Elektrodenbereichs von dem Gasstrom. Insbesondere wird so verhindert, dass sich in dem Gasstrom befindliche Partikel an der Emissionselektrode bzw. zu benachbarten Strukturelementen der Abscheidevorrichtung anlagern können, welche, wie zuvor beschrieben, zu einer Verunreinigung und Verkohlung der Elektroden führen könnte.

Wird ein entsprechendes Trennelement im Bereich der Gegenelektrode vorgesehen, so wird insbesondere vorgeschlagen, dass das Trennelement entsprechende Ablassöffnungen aufweist, durch die die Verunreinigung an vordefinierten Stellen in einem entsprechenden Sammelraum fließen können.

In einem fünften Lösungsansatz, der alternativ oder ergänzend zu einem oder mehreren der zuvor angeführten vier Lösungsansätze realisiert sein kann, wird vorgeschlagen, dass zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um eine Beschleunigung von Partikeln aus dem Gasstrom in Richtung der Emissionselektroden bzw. dazu benachbarten Bereichen zu reduzieren.

So wurde insbesondere erkannt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Schottwände dazu führen, dass es in einem Zwischenbereich zwischen den Emissionselektroden zu einer elektrostatischen Aufladung der Oberfläche kommen kann, die dann dazu führt, dass durch vorangehende Plasmakegel ionisierte Verunreinigungen in Richtung dieser elektrostatisch aufgeladenen Oberflächen beschleunigt werden, um dort agglomeriert zu werden und dann an der Emissionselektrode entlang in Richtung der Gegenelektrode zu wandern.

Bereits das Weglassen der entsprechenden Schottwände führt zu einer Verbesserung der Situation. Mit der Erfindung wird jedoch darüber hinaus vorgeschlagen, dass entsprechende Abieiteinrichtungen in einem Zwischenbereich zwischen den Emissionselektroden oder Emissionselektrodenreihen vorgesehen sind. In der einfachsten Ausführungsform wird eine entsprechende Abieiteinrichtung durch eine, insbesondere in dem Trägerelement ausgebildete, Vertiefung ausgebildet. Aufgrund der dadurch entstehenden Beabstandung der abgesenkten Bereiche der Vertiefung von der Emissionselektrode kommt es zu einer verringerten elektrostatischen Aufladung der Oberflächenbereich des Trägerelements. Darüber hinaus wird auch erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass im Bereich der zwischen den Emissionselektroden angeordneten Oberflächenbereiche aktiv wirkende Ableitelemente angeordnet werden.

Bei den Ableitelementen kann es sich insbesondere um eine elektrisch leitende Beschichtung handeln, die dazu führt, dass im Bereich der Oberfläche sich ansammelnde Ladungsträger schnellstmöglich abgeführt werden. Diese Ableitbeschichtung kann auf die entsprechende Oberfläche aufgebracht sein oder es können auch in die Oberfläche eingelagerte Elemente, wie Leitgewebe, die insbesondere Polyamid oder ein metallisches Material, wie Kupfer, umfassen, vorgesehen sein. Insbesondere in dem Fall, in dem die Ableitbeschichtung bzw. das Ableitgewebe auf dasselbe elektrische Potential wie die Emissionselektrode gelegt wird, wird verhindert, dass es zu einer Anziehung von in dem Gasstrom ionisierten Verunreinigungen kommt.

Insbesondere wenn sich das Ableitelement über die Wandungen, die den Bereich zwischen der Emissionselektrode und der Gegenelektrode umgeben, erstreckt, kann ein Raum gebildet werden, der als faradayscher Käfig wirkt. Wenn das Ableitelement auf Masse gelegt wird, können Oberflächenladungen der Wandungen direkt abfließen und so können wirksam elektrostatische Anziehungskräfte auf die Verunreinigungen, die eine Anlagerung an den Wandungen hervorrufen könnten, vermieden werden.

Die Ausbildung von tunnelartigen Ableitelementen führt insbesondere zu einer Vergrößerung der Gegelektrodenoberfläche. Diese Tunnelelemente sind vorzugsweise jeweils im Wechsel zu den Elektroden angeordnet.

Die Tunnelelemente können ferner ergänzend oder alternativ ein sehr grobmaschiges leitfähiges Gitter oder leitfähige Gitterstäbe / Fäden umfassen, die dazu dienen, den Ablauf von Verunreinigungen an den zusätzlichen Gegenelektroden (Tunneloberfläche) zu verbessern.

Auch kann vorgesehen sein, dass beabstandet zu der Oberfläche eine weitere Ableitvorrichtung angeordnet ist. Diese kann bspw. durch ein Gitter, welches elektrisch leitfähig ist, realisiert sein, wobei die Emissionselektroden durch die Ableitvorrichtung hindurchragen. Wird die Ableitvorrichtung auf dasselbe elektrische Potential wie die Emissionselektroden oder auf Masse gelegt, so wird ebenfalls eine anziehende Wirkung auf in den Garstrom vorhandene Partikel verhindert. Durch die Ableitung der elektrostatischen Ladung auf der entsprechenden Oberfläche wird insgesamt verhindert, dass sich Verunreinigungen in dem Oberflächenbereich anlagern und agglomerieren können, welche ansonsten dazu führen könnte, dass die Verunreinigungen sich an der Emissionselektrode anlagern und dort zu einer Verkrustung bzw. Anbrennen von Verunreinigungen führen könnten.

Eine entsprechende Ableitvorrichtung kann auch durch ein die Emissionselektrode umgebendes Schirmelement, welches gleichzeitig auch als Abtropfelement dienen kann, realisiert werden.

Schließlich wird in einem sechsten Lösungsansatz, der alternativ oder ergänzend zu einem oder mehreren der zuvor angeführten fünf Lösungsansätze realisiert sein kann, vorgeschlagen, dass durch statische Beeinflussung des elektrischen Felds mittels zumindest einer Beeinflussungsvorrichtung die Ionenwinde aufgrund der modifizierten Feldgestalt insbesondere der Plasmakegel so geleitet werden, dass sie nicht mehr nachteilhaft auf das Blow-By wirken, nämlich dass nachteilige Verwirbelungen des Blow-By nicht mehr auftreten. Auch erfolgt durch die Modifizierung eine frühzeitige Abscheidung der Partikel, so dass diese nicht mehr so lange im Blow-By mitgeführt werden.

So wurde in aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung und durch Versuche erkannt, dass das Strömungsverhalten des Blow-By infolge von Verwirbelung im Bereich der Emissionselektroden dazu führt, dass Partikel an die Emissionselektrodenspitzen gelangen, also zu Verunreinigungen führen können. Ferner wurde erkannt, dass bei geeigneter Ausgestaltung der zuvor beschriebenen, insbesondere tunnelartig ausgebildeten, Beeinflussungsvorrichtung, die eine leitende Vorrichtung in Form eines Rahmenelementes darstellen können, diese das durch die Emissions- und Gegenelektrode ausgebildete elektrische Feld dergestalt beeinflusst, dass die Ionenwinde infolge des neuen Feldes das Blow-By bevorzugt nach unten in Richtung der Gegenelektrode leiten. Damit wirken die Ionenwinde nicht mehr insofern nachteilhaft, als Partikel des Blow-By nicht mehr in Richtung der Emissionselektroden transportiert werden. Einhergehend damit wurde beobachtet, dass nachteilige Verwirbelung des Blow-Bys nicht mehr vorhanden sind, zumindest reduzierbar sind. Ein besonders kompakter und einfacher Aufbau ergibt sich, wenn zumindest eine Beeinflussungsvorrichtung zumindest bereichsweise in einem mit zumindest einer Abieiteinrichtung und/oder zumindest einem Ableitelement ausgebildet ist.

Dabei ist die Beeinflussungsvorrichtung vorzugsweise ein metallischer Einsatz, der mit der Gegenelektrode verbunden und somit geerdet, bzw. jedenfalls auf demselben Potential wie die Gegenelektrode ist. Die Beeinflussungsvorrichtungen führen dazu, dass ein auf einem definierten Potential befindlicher Rahmen um die Blow-By Strömung ausgebildet wird. Auch wird, wenn die Beeinflussungsvorrichtung auf das Potential der Gegenelektrode gelegt wird, die Gegenelektrodenfläche vergrößert. Die Form der Beeinflussungsvorrichtung, insbesondere eine Querschnittsform in einer Ebene senkrecht zur Strömungsvorrichtung des Blow-By, kann dabei insbesondere mit einem im wesentlichen c-förmigen Querschnittsprofil gewählt werden, das vorzugsweise aus drei, vorzugsweise senkrecht zueinander angeordneten, Teilsegmenten aufgebaut ist, und/oder vorzugsweise aus einer im Wesentlichen senkrechten Anordnung der Segmente mit einer bogenartigen Verbindung zwischen den jeweiligen Teilsegmenten. Auch kann das Beeinflussungselement in Form zumindest eines durchgehenden Bogens aufgebaut sein. Die Beeinflussungsvorrichtung erstreckt sich dabei, insbesondere zumindest bereichsweise, zwischen zumindest zwei zweiten Elektroden entlang der oberen Wandung, sowie nach unten fortgesetzt entlang der beiden seitlichen Wandungen.

Dabei hat sich gezeigt, dass die Stirnseiten der Beeinflussungsvorrichtung, also die den Emissionselektroden zugewandten Seiten zu der Verschiebung des elektrischen Felds führen und es deshalb insbesondere möglich ist, die Beeinflussungsvorrichtungen wahlweise insbesondere aus einem metallischen Vollkörper, oder etwa aus einem Blech auszubilden. Es ist auch ausreichend, wenn nur auf der Stirnseite eine leitfähige Oberfläche ausgebildet ist. Beispielsweise kann also ein Hauptkörper nicht leitfähig sein und nur eine Beschichtung oder ein leitfähiger Bereich auf der Stirnseite vorhanden sein. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass der positive Effekt der Beeinflussungsvorrichtung auf das Verhalten des Blow-By durch fortlaufende Wiederholung von Beeinflussungsvorrichtungen längs der Flussrichtung des Blow-By, insbesondere im Wechsel mit Gruppen von zweiten Elektroden auch auf folgende Emissionselektroden längs der Flussrichtung des Blow-By übertragen werden kann. Dadurch können möglichst alle Elektrodenspitzen vor einer Verunreinigung durch sich ablagernde Partikel geschützt werden.

Schließlich wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, durch die die zuvor genannten Nachteile des Stands der Technik überwunden werden.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass während des Betriebes der Abscheidevorrichtung ein Reinigungsschritt durchgeführt wird. Diese Reinigung kann auf verschiedenste Weisen durchgeführt werden. So kann einerseits während des Betriebes eine Gruppe von Emissionselektroden, insbesondere eine ganze Emissionselektrodenreihe, gereinigt werden, indem diese Gruppe von Emissionelektroden elektrisch auf Masse gelegt wird. Dies bewirkt, dass sich an der Emissionselektrode abgelagerte Verunreinigungen von dem Gasstrom mitgerissen werden bzw. auf Grund eines Kondensatoreffekts zur Gegenelektrode hingezogen werden. Auch ist vorstellbar, dass die erste Gruppe von Emissionselektroden mit einer Spannung versorgt wird, durch die ein Überschlag dieser Emissionselektrode und der Gegenelektrode erzeugt wird. Dies führt zu einem Freibrennen der Emissionselektrode also einem Abbrennen der an der Emissionselektrode angeordneten Verunreinigungen. Insbesondere ist ferner bevorzugt, dass die einzelnen Emissionselektroden alternierend diesem Reinigungsschritt unterzogen werden, insbesondere die Emissionselektroden nachaneinander jeweils auf Masse bzw. mit der freibrennenden Spannung versorgt werden.

Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine mechanische Reinigung der Emissionselektroden durchgeführt wird. Dazu wird vorgeschlagen, dass die Emissionselektroden in Schwingungen versetzt werden, insbesondere Ultraschallschwingung. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine Ultraschallschwingung durch ein Piezoelement erzeugt wird oder die Elektroden mit einem schwingendem Element, insbesondere einer Komponente einer Brennkraftmaschine mechanisch verbunden werden und so durch die Schwingungsanregung eine Reinigung durch Lösen der Verunreinigung an der Emissionselektrode erreicht wird.

Alternativ oder ergänzend kann eine Reinigung durch ein Reinigungselement, wie eine Bürste, das sequentiell über die Elektrodenspitzen geführt wird, erfolgen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen erläutert sind.

Dabei zeigt:

Figur 1 eine schematische Querschnittansicht einer Abscheidevorrichtung gemäß dem Stand der Technik;

Figur 2 eine Detailansicht der Abscheidevorrichtung der Figur 1 gemäß dem

Ausschnitt AI ;

Figur 3a eine schematische Querschnittsansicht eines Gegenelektrodenelements gemäß der Erfindung; eine Aufsicht auf das Gegenelektrodenelement der Figur 3a aus Richtung B; eine schematische Querschnittsansicht zweier Gegenelektrodenelemente gemäß der Erfindung; eine Aufsicht auf die Gegenelektrodenelemente der Figur 4a aus Richtung C; eine schematische Aufsicht auf eine Gegenelektrode gemäß einer weiteren Ausführungsform; eine Aufsicht auf eine Gegenelektrode gemäß einer weiteren Ausführungsform; schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen einer Emissionselektrode mit jeweiligem Abtropfelement; eine schematische Darstellung einer Emissionselektrode mit einem erfindungsgemäßen Anströmelement mit einem Abtropfelement; eine schematische Querschnittsansicht eine Emissionselektrode gemäß einer weiteren Ausführungsform; eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Abscheidevorrichtung, in der eine Trennfolie gemäß der Erfindung eingesetzt wird; eine schematische Querschnittsansicht eines Trägerelements mit einer Abieiteinrichtung; eine schematische Querschnittsansicht eines alternativen Trägerelements mit einer Abieiteinrichtung; Figur 11 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen

Abscheidevorrichtung unter Verwendung eines Ableitelements in Form eines leitfähigen Gitters;

Figur 12 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 13 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen

Beeinflussungsvorrichtung in Form eines metallischen Vollkörpers.

Figur 14 eine schematische Aufsicht auf die im Wechsel angeordneten paarweise

Reihen der Emissionselektrode und der Beeinflussungsvorrichtungen;

Figur 15a eine simulierte Gestalt des elektrischen Feldes in der Umgebung der

Emissionselektrode ohne geerdete Stirnseite der

Beeinflussungsvorrichtungen;

Figur 15b eine simulierte Gestalt des elektrischen Feldes in der Umgebung der

Emissionselektrode mit geerdete Stirnseite der

Beeinflussungsvorrichtungen; und

Figuren 16a bis 16c eine schematische Darstellungen des Querschnittsprofils in verschiedenen

Ausführungformen der Beeinflussungsvorrichtungen.

In Figur 3a ist eine schematische Querschnittsansicht eines Gegenelektrodenelements 31 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. In Figur 3 b ist eine Aufsicht auf das Gegenelektrodenelement 31 aus Richtung B in Figur 3a dargestellt.

Wie den Figuren 3a und 3b zu entnehmen ist, weist das Gegenelektrodenelement 31 eine Vielzahl von Plateaubereichen 33 auf. Die Plateaubereiche 33 sind koaxial zu einer Emissionselektrode 11, die sich entlang einer Achse X erstreckt, angeordnet. Die Plateaubereiche 33 sind mittels Abstandselementen 35 mit einem Basisniveau 37 verbunden. Wie zuvor beschrieben und nachfolgend erläutert, können auch andere Konfigurationen zur Erreichung der Beabstandung realisiert sein. Eine elektrische Verbindung zwischen dem Plateaubereich 33 und dem Abstandselement 35 wird über ein Verbindungselement 39 hergestellt.

Wie insbesondere Figur 3a zu entnehmen ist, läuft das Abstandselement 35 nicht koaxial zu der Achse X sondern parallel zu dieser. In nicht dargestellten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Abstandselement koaxial zu der Achse X verläuft, so dass die Gegenelektrodenelemente „pilzförmig" ausgebildet sind. Wie darüber hinaus Figur 3 a zu entnehmen ist, weist der Plateaubereich 33 eine Wölbung auf.

Dabei ist in einer bevorzugten, nicht dargestellten Ausführungsform die Wölbung insbesondere in einem Randbereich des Plateaubereichs ausgebildet, während der zentrale Bereich des Plateaubereichs plan ausgebildet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich ein stabiler und möglichst breiter Plasmakegel ausbildet, gleichzeitig jedoch sichergestellt ist, dass, insbesondere flüssige, Verunreinigungen sich nicht auf dem Plateaubereich ansammeln sondern von diesem abfließen. Aufgrund der Viskosität der Verunreinigungen wird erreicht, dass am Rand des Plateaubereichs vorhandene flüssige Verunreinigungen auch im kleinen Bereich vorhandene Verunreinigungen„mitreißen".

Dieses Abfließen von Verunreinigungen wird noch dadurch unterstützt, dass sich im Bereich des Plasmakegels, sowohl benachbart dazu als auch im Inneren, einen„Ionenwind" ausbildet, der dazu führt, dass diese Verunreinigungen von dem Plateaubereich, insbesondere dem planen Bereich,„weggeblasen" werden.

Durch den Plateaubereich 33 wird also sichergestellt, dass sich eine vordefinierte Form eines Plasmakegels 41 ausbildet. Darüber hinaus wird sichergestellt, dass über den Plasmakegel 41 in Richtung des Gegenelektrodenelements 31 abgelenkte Verunreinigungen direkt von dem Plateaubereich 33 abfließen können, sich insbesondere nicht in den Plateaubereich ansammeln und agglomerieren können, und so zu einer Verunreinigung der Gegenelektroden führen können.

Die in der Figur 3a erkennbare C-förmige Querschnittsform des Gegenelektrodenelements 31 erlaubt es, dass zwei Gegenelektrodenelemente, wie in Figur 4a dargestellt, miteinander kombiniert werden können. Wie insbesondere der Figur 4b zu entnehmen ist, können die Gegenelektrodenelemente 31 spiegelsymmetrisch und leicht versetzt zueinander angeordnet werden. Dies erlaubt es, dass die Plateaubereiche 33 der jeweiligen Gegenelektrodenelemente 31 versetzt zueinander angeordnet werden können, so dass sie jeweils koaxial zu entsprechenden Emissionselektroden 11 positioniert werden können. Aufgrund der versetzten Anordnung der Gegenelektrodenelemente 31 können die jeweiligen Plasmakegel 41 versetzt zueinander ausgebildet werden, so dass für den Gasstrom eine nahezu geschlossene„Plasmawand" entsteht.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beiden in Figur 4a dargestellten Gegenelektrodenelemente nicht komplett identisch ausgebildet sind sondern die Abstandselemente 35 unterschiedliche Höhen aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass die Basisniveaus sich überlappend angeordnet werden können und gleichzeitig sichergestellt ist, dass die Plateaubereiche 33 auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Damit sind die Plateaubereiche gleichmäßig von den Emissionselektroden beabstandet und es kann sich eine gleichmäßige„Plasmawand" /Plasmakegel ausbilden.

In den Figuren 4c und 4d sind alternative Ausführungsformen von Gegenelektrodenelementen 31 ', 31 " dargestellt. In den Figuren sind jeweils schematische Aufsichten auf die Gegenelektrodenelemente 3 , 31 " dargestellt. Auch die Gegenelektrodenelemente 31 ', 31 " weisen Plateaubereiche 33', 33" auf. Die Plateaubereiche 33' des Gegenelektrodenelements 31 ' sind jedoch „kettenförmig" angeordnet, während die Plateaubereiche 33" des Gegenelektrodenelements 31 "„matrixförmig" angeordnet sind. Dies bedeutet, dass nicht jeder einzelne Plateaubereich 33', 33" über ein Abstandselement von dem Basisniveau beabstandet ist, sondern lediglich jeweils im Randbereich der Gegenelektrodenelemente 3 , 31 " angeordnete Plateaubereiche 33', 33" über geeignete Abstandselemente von dem Basisniveau beabstandet sind. Die restlichen Plateaubereiche 33', 33" sind untereinander bzw. mit dem am Rand angeordneten Plateaubereichen 33' über Verbindungseinrichtungen 43' miteinander verbunden.

Dabei sind die Verbindungseinrichtungen 43', 43" als leitende Elemente ausgebildet, die jedoch in zumindest eine Raumrichtung eine geringere Ausdehnung als die Plateaubereiche 33', 33" aufweisen. Somit wird erreicht, dass sich die Plasmakegel im wesentlichen zwischen den Plateaubereichen 33', 33" und den jeweiligen Emissionselektroden ausbilden. Aufgrund dieser Verbindung der Plateaubereiche 33', 33" spannen diese einen ansonsten freien Bereich zwischen den Gegenelektrodenelemente 31 % 31 " und dem Basisniveau auf. Die Gegenelektrodenelemente 31 ', 31 " können als Blechstanzteile ausgebildet sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Plateaubereiche 33', 33" im wesentlichen in der selben Ebene angeordnet sind und gleichzeitig eine konstruktiv einfache Herstellung der Gegenelektrodenelemente 31 ', 31 " ermöglicht wird.

Durch diese Konstruktion wird sichergestellt, dass durch den im wesentlichen barrierefreien Raum unterhalb des Gegenelektrodenelements 3 , 31 " die Abfuhr von in dem Plasmaabscheider abgeschiedenen Verunreinigungen vereinfacht wird. Auch können die Verunreinigungen leichter von der Gegenelektrode abtransportiert werden. Bevorzugt ist hierbei, dass der Bereich unter den Gegenelektrodenelementen elektrisch leitend ausgekleidet und geerdet ist und somit als zusätzliche Abscheidemöglichkeit für die Verunreinigungen, die an dem Platteaubereich vorbei kommen, dient.

In den Figuren 5a bis 5d sind verschiedene Ausführungsformen von Emissionselektroden 51, 53, 55 sowie 57 dargestellt. Diesen Emissionselektroden ist gemeinsam, dass sie jeweils ein Abtropfelement aufweisen.

Beispielsweise in Figur 5a ist dargestellt, dass die Emissionselektrode 51 zumindest einen Knick 59 aufweist. Der Knick 59 stellt ein Abtropfelement dar. Durch den Knick 59 wird die Emissionselektrode 51 in verschiedene Elektrodenbereiche unterteilt. In einem ersten Elektrodenbereich 61 erstreckt sich die Emissionselektrode 51 ausgehend von einem Einspeisungsende 63 entlang der Achse Y. Im Anschluss an den Knick 59 folgt ein zweiter Elektrodenbereich 65, in dem die Emissionselektrode 51 eine Richtungskomponente aufweist, die entgegen der Y-Achse verläuft. Im Anschluss an eine weitere Umbiegung 67 folgt ein dritter Elektrodenbereich 69, in dem sich die Emissionselektrode 51 wieder in Richtung der Achse Y erstreckt.

Dies führt dazu, dass das Elektrodenende 71, ausgehend von welchem sich der Plasmakegel ausbildet, unterhalb des Abtropfelements 59 angeordnet ist. Kommt es nun dazu, dass sich aufgrund eines Ionenwinds angetriebene Partikel, insbesondere Öl-Partikel, an der Emissionselektrode 51, insbesondere dem Elektrodenbereich 61 ansammeln bzw. von dem Trägerelement in den Elektrodenbereich 61 fließen, so sammeln sich die Flüssigkeitstropfen im Bereich des Abtropfelements 59 so lange, bis sie sich aufgrund der Gravitationskraft von der Emissionselektrode 51 lösen und Richtung Gegenelektrode, insbesondere beschleunigt durch das Plasma, bewegen. Hierdurch wird insbesondere verhindert, dass die Verunreinigungen sich im Bereich des Elektrodenendes 71 ansammeln können und dort zu einer Verkohlung führen könnten.

In Figur 5b ist eine weitere Ausführungsform einer Emissionselektrode 53 mit einem Abtropfelement 73 dargestellt. In der Emissionselektrode 53 wird das Abtropfelement durch den unteren Bereich einer Windung 75 gebildet. In dieser Ausführungsform befindet sich das Elektrodenende 77 stromaufwärts des Gasstroms, so dass nach einem Abtropfen von dem Abtropfelement 73 verhindert wird, dass sich die Flüssigkeitstropfen wieder in Richtung des Elektrodenendes 77 bewegen und sich dort wieder anlagern können.

Bei der in Figur 5c dargestellten Emissionselektrode 55 wird ein Abtropfelement 79 durch eine ringförmige Wulst im oberen Bereich der Emissionselektrode 55 gebildet. Die Abtropfelemente 79 sind insbesondere durch eine auf der Oberfläche der Emissionselektrode 55 ausgebildeten Wulst ausgeformt. Insbesondere kann eine Wulst durch eine„wulstartige Ummantelung" gebildet sein, die beispielsweise Kunststoff, Keramik, Metall oder Gummi umfasst. Auch kann die Wulst ergänzend oder alternativ mehrere ringförmige Wülste um die Spitze herum aufweisen.

Bei der in Figur 5d dargestellten Emissionselektrode 57 wird ein Abtropfelement 81 durch ein Tellerelement 81 der Emissionselektrode 57 gebildet. Dabei ist das Tellerelement 81 in Form eines Schirmelements ausgebildet.

Die Ausbildung eines Abtropfelements ist jedoch nicht auf die Formgebung der Emissionselektrode beschränkt. Wie Figur 6a zu entnehmen ist, wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen, dass im Bereich einer Emissionselektrode 83 ein Anströmelement 85 ausgebildet wird. Das Anströmelement 85 bewirkt, dass sich auf der Oberfläche des Trägerelements 87 ansammelnde Flüssigkeitstropfen nicht zu der Emissionselektrode 83 gelangen, sondern an dem Anströmelement 85 entlang zu einem Abtropfelement 89 geführt werden.

Somit wird durch das Abtropfelement erreicht, dass eine Verunreinigung des Elektrodenendes 90 vermieden wird, die dazu führen könnte, dass es zu einem Einbrennen der Verunreinigung und somit zu einer Verkorkung der Elektrodenspitze kommt, die zu einem Zusammenfall des Plasmas führen könnte.

In Figur 7 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Emissionselektrode 91 dargestellt. Die Emissionselektrode 91 weist am Elektrodenende 93 eine Verjüngung 95 auf. Diese Verjüngung 95 wird dadurch gebildet, dass die Emissionselektrode 91 im Bereich des Elektrodenendes 93 bereichsweise hohl, insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Mit anderen Worten weißt die Emissionselektrode 91 an dem Elektrodenende 93 eine ringförmige Spitze auf.

Dadurch wird am Elektrodenende 93 eine ringförmige Verjüngung 95 ausgebildet. Durch diese wird ebenfalls wirksam eine Verunreinigung des Elektrodenendes 93 vermieden. Kommt es beispielsweise dazu, dass eine Verunreinigung beispielsweise ein Tropfen entlang der Emissionselektrode 91 herunterläuft, so gelangt diese in diesen Bereich der Verjüngung 95 und in diesem Bereich der Emissionselektrode 91 kommt es zu einem Ablösen des Plasmas. Der Plasmakegel wandert dann jedoch entlang der Verjüngung 95 an eine andere Stelle des Kreises, so lange bis der Flüssigkeitstropfen sich ablöst und über das Plasma der Gegenelektrode beschleunigt abgeführt wird. Je nach Wanderung der Verunreinigung an dem Elektrodenende wandert also der Plasmakegel entlang der Verjüngung, was dazu führt, dass es nicht zu einer Überhitzung der Verunreinigung und zu einem Einbrennen an dem Elektrodenende oder einem Ablösen des Plasmas von der Elektrode 91 kommt.

In Figur 8 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Abscheidevorrichtung 101 dargestellt. Die Elemente der Abscheidevorrichtungen 101, die denjenigen der Abscheidevorrichtung 1 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen, allerdings um 100 erhöht. Im Gegensatz zu der Abscheidevorrichtung 1 wird in der Abscheidevorrichtung 101 als Gegenelektrode 109 die in den Figuren 3a bis 4b dargestellten Gegenelektrodenelemente eingesetzt.

Darüber hinaus ist der Gasstrom 107 von dem Bereich, in dem sich die Gegenemissionselektroden 111 befinden, mittels eines für das Plasma- bzw. Elektronen durchlässigen Trennelements in Form einer Trennfolie 123 getrennt. Bei der Trennfolie 123 handelt es sich insbesondere um eine Teflonfolie. Diese hat die Eigenschaft, dass sie gasundurchlässig für den Gasstrom 107 ist, jedoch für die mittels der Emissionelektroden 111 zugeführte Elektronen durchlässig ist. Mit anderen Worten wird durch die Trennfolie 123 bewirkt, dass der Gasstrom 107 nicht in den Bereich der Emissionselektroden 111 eintreten kann und dort zu unerwünschten Verunreinigungen führen kann. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass weiterhin eine effiziente Abscheidung von Verunreinigungen aus dem Gasstrom in Richtung der Gegenelektroden 109 mittels des Niedrigenergieplasmas, dass durch Plasmakegel 125 angeordnet ist, erreicht werden kann.

Versuche an aus dem Stand der Technik bekannten Abscheidevorrichtungen haben gezeigt, dass die Ansammlung von Verunreinigungen im Bereich der Emissionselektroden dadurch begünstigt wird, dass es zu einer elektrostatischen Aufladung im Bereich eines Trägerelementes, aus dem die Emissionselektroden austreten, kommt. Meist wird das Trägerelement aus einem keramischen Material gefertigt. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass durch Ableitelemente eine elektrostatische Aufladung der Oberfläche des Trägerelements reduziert wird.

In Figur 9 ist eine erste Ausführungsform eines derartigen Ableitelements dargestellt. Das Träger element 131 besteht aus einem keramischen Material, in das jedoch ein Ableitelement 133 in Form eines leitenden Gitters eingebettet ist. Das Gitter 133 bewirkt, dass sich auf der Oberfläche des Trägerelement 131 ansammelnde Ladungsträger abgeführt werden, also eine elektrostatische Aufladung der Oberfläche des Trägerelements 131 derartig verhindert wird, dass sich Verunreinigungen nicht im Bereich der Emissionselektroden 135 ansammeln können. Ferner wird ein Ableitelement dadurch gebildet, dass zwischen den Elektroden 135 jeweils eine Vertiefung 137 ausgebildet ist. Diese Formgebung unterstützt die Ableitung der Leistungsträger aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Materials und erhöht den Widerstand für Verunreinigungen zu dem Trägerelement zu gelangen.

In Figur 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Ableitelements dargestellt. Das Träger element 13 Γ weist ein Ableitelement 133' in Form einer auf das Trägerelement 13 aufgebrachten Beschichtung auf. Die Beschichtung 133' wird auf dasselbe elektrische Potential wie die Emissionselektroden 135' gelegt und so eine elektrostatische Aufladung vermieden. Ein entsprechendes Ableitelement 133" kann, wie in Figur 11 dargestellt, auch in Form eines von dem Trägerelement 131 " beabstandeten Gitters, durch welches die Emissionselektroden 135" hindurchtreten, realisiert sein. Um eine elektrostatische Aufladung der Oberfläche des Trägerelements 131 " zu vermeiden, wird an das Gitter 133" ebenfalls das gleiche elektrische Potential wie an die Emissionelektroden 135" angelegt. Ferner wird der Abstand zwischen den Emissionselektroden 135" und dem Gitter bzw. der Überstand der Emissionselektrode 135" durch das Gitter so gewählt, dass das Plasma nicht zwischen Gitter und Emissionselektrode 135" sondern zwischen Emissionselektrode 135" und Gegenelektrode gezündet wird.

Wie in Figur 8 dargestellt, wird der Innenbereich einer Abscheidevorrichtung 101 durch ein Träger element 119, eine Wandung 139, in der eine mit der Eintrittsleitung 103 in Verbindung stehende Eintrittsöffnung 141 ausgebildet ist, eine zweite Wandung 143, in der eine Austrittsöffnung 145, die mit der Austrittsleitung 105 verbunden ist, angeordnet ist und eine dritte Wandung 147, die unterhalb der Gegenelektroden 109 ausgebildet ist, umgeben.

In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass sich die Ableitelemente 133, 133', 133" nicht nur im Bereich des Trägerelements 131, 13 , 131 " erstrecken sondern auch im Bereich der ersten Wandung 139, der zweiten Wandung 143 und/oder der dritten Wandung 147 angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein„faradayscher Käfig" ausgebildet, der bewirkt, dass zusätzliche elektrische Felder innerhalb der Abscheideeinrichtung, die zu einer Beeinflussung des Ionenwinds und zu einem„Anziehen" von Verunreinigungen an die Wandungen führen könnten, vermieden werden. So befinden sich alle Wandungen auf dem gleichen Potential, insbesondere Massenpotential, so dass eine attraktive Kraft zwischen den Wandungen und den entsprechenden Verunreinigungen vermieden wird. Insbesondere wenn die Ableitelemente auf Masse gelegt werden, können Oberflächenladungen sofort abgeführt werden. Zur Erreichung dieser Ableitelemente können beispielsweise die Einlass- und Auslassstrecke der Abscheidevorrichtung ein leitfähiges Material oder zumindest eine leitfähige Beschichtung aufweisen. Auch kann das Gehäuse gesamt ein leitfähiges Material bzw. eine leitfähige Beschichtung aufweisen. Hierbei ist jedoch eine leitfähige Beschichtung bevorzugt. So kann beispielsweise ein thermisch schlecht leitendes Material mit einer entsprechend elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen werden. So wird verhindert, zumindest reduziert, dass sich bei der Abkühlung der Abscheidevorrichtung Kondensat auf den Innenwandungen der Abscheidevorrichtung bilden kann. Weitergehende Versuche an aus dem Stand der Technik bekannten Abscheidevorrichtungen haben gezeigt, dass nachteilige Verwirbelungen der Blow-By-Strömung im Innenbereich einer Abscheidevorrichtung 101 auftreten, wobei insbesondere die Verwirbelungen dazu führen, dass das Blow-By in den Bereich der Emissionselektroden gelangt. Dadurch, dass also die Blow-By- Strömung den Bereich der Emissionselektroden verwirbelt wird, können die mit dem Blow-By mitgeführten Partikel entlang der oberen Wandung der Abscheidevorrichtung zur Emissionselektrode gelangen, und sich dadurch an den Spitzen der Emissionselektroden im oberen Bereich der Abscheidevorrichtung ansammeln. Durch die Verunreinigung der Emissionselektroden kann die Funktionsfähigkeit der Abscheidevorrichtung beeinträchtigt werden.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass zwischen Gruppen von Emissionselektroden in dem oberen Bereich der Abscheidevorrichtung eingebrachte Beeinflussungsvorrichtungen das durch die Emissions- bzw. zweite Elektroden und ersten Elektroden bzw. Gegenelektroden ausgebildete elektrische Feld dergestalt beeinflusst wird, dass die Ionenwinde durch das modifizierte elektrische Feld so geleitet werden, dass sie nicht mehr nachteilhaft wirken. Die nachteilige Verwirbelung des Blow-By soll nicht mehr auftreten, zumindest reduziert werden. Dadurch strömt kein Blow-By an der Decke entlang zu den Emissionselektroden, wodurch die Spitzen der Emissionselektroden im oberen Bereich der Abscheidevorrichtung länger sauber bleiben.

In Figur 13 ist eine erste Ausführungsform einer derartigen Beeinflussungsvorrichtung 160 in einer Abscheidevorrichtung in Form eines metallischen Vollkörpers mit im wesentlichen C- förmigem Profil, dargestellt. Dabei sind die Beeinflussungsvorrichtungen 160 jeweils im Wechsel mit einer Gruppe 165 von zweireihig angeordneten Emissionselektroden 162 in der Abscheidevorrichtung 101 integriert, wobei der entlang der oberen Wandung der Abscheidevorrichtung 101 verlaufende Bereich 168 der Beeinflussungsvorrichtung 160 einstückig über einen, insbesondere konkav ausgebildeten, Verbindungsbereich 161 mit dem entlang der seitlichen Wandungen der Abscheidevorrichtung verlaufenden Bereich 169 der Beeinflussungsvorrichtung 160 verbunden ist. Im unteren Bereich ist die Beeinflussungsvorrichtung 160 mit den dem Bereich 168 der Beeinflussungsvorrichtung 160 gegenüberliegenden Gegenelektroden 163' leitend verbunden. In Figur 14 ist eine schematische Aufsicht auf den oberen Bereich der Abscheidevorrichtung 101, welcher Gruppen 165 umfassend zwei Reihen von zwei Emissionselektroden 162 und Beeinflussungsvorrichtungen 160 umfasst, gezeigt. Es ist hier nochmals zu sehen, wie die Emissionselektroden 162, welche in der gezeigten Realisierungsform der Abscheidevorrichtung 101 in _Figur 14 gruppiert zu jeweils zwei Reihen ausgestaltet sind, jeweils im Wechsel mit einer erfindungsgemäßen Beeinflussungsvorrichtung 160 sich quer im oberen Bereich der Abscheidevorrichtung 101 erstrecken. Dabei wird eine Beeinflussungsvorrichtung 160 in Form eines im Wesentlichen C-förmigen Einsatz fortlaufend wiederholt zwischen je zwei Elektrodenreihen 162 platziert, um möglichst alle Elektrodenspitzen durch den positiven Effekt dieser Lösung schützen zu können. Ein Abstand d zwischen einer Gruppe 165 von Emissionselektroden 162 und der Beeinflussungsvorrichtung 160 ist hierbei so groß gewählt, dass kein Funkenschlag von den Emissionselektroden 162 zur Beeinflussungsvorrichtung 160 erfolgen kann.

In Figur 15a sind schematisch die Feldlinienverläufe des elektrischen Feldes 164' dargestellt, das von der Emissionselektrode 162 und der nicht dargestellten, im unteren Bereich des Bildes angesiedelten Gegenelektrode ausgebildet wird, wenn keine erfindungsgemäße Beeinflussungsvorrichtung mit geerdeten Stirnseiten im Inneren der Abscheidevorrichtung 101 vorgesehen sind. In Figur 15b sind die Feldlinienverläufe des elektrischen Feldes 164" für dieselbe Emissionselektrode 162 schematisch dargestellt. Das elektrische Feld 164" bildet sich zwischen der Emissionselektrode 162 und der wiederrum nicht dargestellten Gegenelektrode im unteren Bereich aus. Allerdings ist nun eine Beeinflussungsvorrichtung mit geerdeten Stirnseiten dargestellt. Im Rahmen verschiedener Versuche hat sich empirisch gezeigt, dass die Feldverteilung des elektrischen Felds 164" aus Figur 15b die auftretenden Verwirbelung des Blow-By eliminiert oder zumindest reduziert, da die Ionenwinde durch die modifizierte Feldgestalt des elektrischen Feldes 164" so geleitet werden, dass sie nicht mehr nachteilig auf das Blow-By wirken. Insbesondere bewirken die Stirnseiten der Beeinflussungsvorrichtungen 160 eine Feldverschiebung. So werden die Partikel frühzeitiger aufgeladen und abgeschieden, so dass der Abscheidegrad insgesamt steigt. Dies führt vorteilhafter Weise dazu, dass kein Blow-By mehr entlang der Decke zu den Emissionselektroden 162 strömt und somit die Spitzen der Emissionselektroden 162 im oberen Bereich der Abscheidevorrichtung 101 länger sauber bleiben, da sich weniger Partikel an den Emissionselektroden 162 ablagern, als es etwa bei den Feldlinienverlaufen des Felds 164' ohne Beeinflussungsvorrichtungen der Fall ist.

Wie oben beschrieben, wird eine Beeinflussungsvorrichtung 160 jeweils im Wechsel mit einer Gruppe umfassend zwei Reihen von Emissionselektroden 162 in der Abscheidevorrichtung 101 vorgesehen, wodurch möglichst alle Emissionselektrodenspitzen durch die Beeinflussungsvorrichtung vor Ablagerungen von Partikeln des Blow-By geschützt werden. Denn durch das Wiederholen der Beeinflussungsvorrichtung überträgt sich der positive Effekt auf alle Emissionselektroden bzw. Gruppen von Emissionselektroden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, anstelle von den exemplarisch hier angeführten zwei Emissionselektrodenreihen stets nur eine einzige Emissionselektrodenreihe im Wechsel mit einer Beeinflussungsvorrichtung anzubringen, oder aber jeweils drei Emissionselektrodenreihen im Wechsel mit einer Beeinflussungsvorrichtung anzubringen, oder aber eine Vielzahl von Emissionselektrodenreihen jeweils im Wechsel mit einer Beeinflussungsvorrichtung anzubringen. Selbstverständlich kann der Fachmann hier anstelle von Elektrodenreihen auch andere Anordnungen der Emissionselektroden 162 innerhalb einer Gruppe von Emissionselektroden 165 vorsehen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt es bei den Beeinflussungsvorrichtungen 160 lediglich auf die Stirnflanken an, so dass ein Vollkörper wie er in den Figuren 13 und 14 für die Beeinflussungsvorrichtungen verwendet ist, eine nicht zwingend notwendige Realisierungsform der Beeinflussungsvorrichtungen 160 darstellt. Diese erfindungsgemäßen Vorrichtungen 160 können bspw. auch durch geerdete Blechstreifen oder ähnliches realisiert werden. Auch ist für die Herbeiführung des positiven Effekts der modifizierten Feldverteilung die Ausbildung von runden Verbindungsbereichen 161, wie sie in den Figuren 13 und 14 bei den Beeinflussungsvorrichtungen 160 ausgebildet sind, nicht notwendig. Die in den Figuren 13 und 14 vorhandenen abgerundeten Verbindungsbereiche 161 dienen vielmehr einem erleichterten Einbau und einer erleichterten Fertigung. Darüber hinaus können auch andere Querschnittsprofile der erfindungsgemäßen Beeinflussungsvorrichtung, insbesondere Querschnittsprofile in einer Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung des Blow-By, realisiert werden, ohne dass dies dem positiven Effekt entgegensteht. Hierzu zeigt Figur 16a eine andere mögliche Querschnittsform der erfindungsgemäßen Beeinflussungsvorrichtung 160, welche eine bogenförmige Gestalt aufweist. In Figur 16b ist die aus Figur 13 und Figur 14 bekannte im Wesentlichen C-förmige Gestalt mit die einzelnen Segmente verbindenden Verbindungsbereiche 161 gezeigt. In Figur 16c in eine dritte mögliche Querschnittsform der erfindungsgemäßen Beeinflussungsvorrichtung dargestellt, wobei deren seitlichen Fortsätze senkrecht von dem in der Abscheidevorrichtung 101 im oberen Bereich quer verlaufenden Teils abgehen und damit anstelle von Rundungen rechtwinklige Verbindungsbereiche 167 aufweisen.

In Figur 12 ist schließlich eine Abwandlung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Bei der Abscheidevorrichtung 151 ist ein Trägerelement 153 vorhanden, wobei die Emissionselektroden 155 mittels Aktuatoren 157 an dem Trägerelement 153 befestigt sind. Die Akuatoren 157 weisen piezoelektrische Elemente auf, die es ermöglichen, dass die Emissionselektroden 155 in (Ultraschall)Schwingungen versetzt werden. Dies bewirkt, dass die Emissionselektroden dadurch gereinigt werden können, dass an den Emissionselektroden 155 anhaftende Verunreinigungen mittels Ultraschall entfernt werden.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Emisionselektroden 155 aus einem FGL-Material, also einen Formgedächtnismaterial, gebildet sein können bzw. dieses zumindest umfassen. Das Formgedächtnismaterial bewirkt, dass es bei einer Erhöhung der Temperatur zu einer Verformung der Emissionselektrode kommt. Durch diese Verformung werden etwaige sich an der Emissionselektrode befindende Verunreinigungen bzw. Anhaftungen derartig verformt, dass sie von der Oberfläche„abplatzen".

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüche sowie in den Figuren dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein. Bezugszeichenliste

AI Ausschnitt

N Normalenrichtung

B, C Richtung

X, Y Achse

d Abstand

1 Abscheidevorrichtung

3 Eintrittsleitung

5 Austrittsleitung

7 Gasstrom

9 Gegenelektrode

11 Emissionelektrode

13 Anschluss

15 Sammelraum

17 Schottelemente

19 Trägerelement

21 Duroplastkörper

31, 31 ', 31 " Gegenelektrodenelement 33, 33', 33" Plateaubereich

35 Abstandselement Basisniveau

Verbindungselement Plasmakegel

' , 43 " Verbindungseinrichtung Emissionelektrode Emissionelektrode Emissionelektrode Emissionelektrode Knick

Elektrodenbereich Einspeisungsende Elektrodenbereich Umbiegung

Elektrodenbereich Elektrodenende Abtropfelement Windung

Elektrodenende Abtropfelement Abtropfelement Tellerelement

Emissionselektrode Anströmelement Trägerelement

Abtropfelement

Elektrodenende

Emissionselektrode

Elektrodenende

Verjüngung

Abscheidevorrichtung

Eintrittsleitung

Austrittsleitung

Gasstrom

Gegenelektrode

Emissionselektrode

Anschluß

Sammelraum

Trägerelement

Duroplastkörper

Trennfolie

Plasmakegel, 131 ', 131 " Trägerelement, 133', 133" Ableitelement, 135', 135" Emissionselektrode

Vertiefung

Wandung

Eintrittsöffnung Wandung

Austrittsöffnung

Wandung

Abscheidevorrichtung

Trägerelement

Emissionselektrode

Aktuator

Beeinflussungsvorrichtung

Verbindungsbereich

Emissionselektrode, 163' Gegenelektrode

', 164" elektrisches Feld

Gruppe

Verbindungsbereich

Bereich

Bereich