Die Erfindung betrifft eine Gasreinigungsvorrichtung, die zumindest eine Katalysatoranordnung aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen eines Gases.

In den unterschiedlichsten technischen Anwendungen werden Gase verwendet oder erzeugt. Je nach Bestimmung des entsprechenden Gases kann es sinnvoll oder sogar notwendig sein, das Gas zu reinigen.

Unter Reinigung des Gases wird insbesondere verstanden, dass bestimmte unerwünschte Moleküle, aber auch biologische Verunreinigungen wie Bakterien, Viren, Allergene oder dergleichen aus dem Gas entfernt werden oder zumindest deren Menge verringert wird.

Unerwünschte Moleküle können giftige oder gesundheitsschädliche Substanzen, wie beispielsweise Formaldehyd sein, aber auch Geruchsstoffe oder andere gesundheitlich unbedenkliche, jedoch störende Substanzen.

Ein Anwendungsfall, auf den sich diese Erfindung insbesondere auch bezieht, ist die Reinigung von Luft, beispielsweise Raumluft. Ein Bedarf zur Reinigung der Raumluft besteht sowohl in normalen Haushalten als auch insbesondere in sensiblen Bereichen, wie Krankenhäusern, Arztpraxen, Laboratorien, Reinräumen oder dergleichen. Weitere Möglichkeiten der Anwendung sind beispielsweise öffentliche Gebäude, Restaurants oder dergleichen.

In Krankenhäusern, beispielsweise in Operationssälen oder in Isoliereinheiten für bestimmte Patienten, muss die Raumluft von pathogenen Keimen wie Viren, Bakterien, oder Pilzen und deren Sporen gereinigt werden, um einer Infektion des Patienten o- der von dessen Umgebung vorzubeugen.

Eine Möglichkeit der Reinigung besteht in Filtern, wie beispielsweise den sogenannten Schwebstoff- oder HEPA-Filtern. Diese sind in der Lage Krankheitserreger herauszufiltern, bilden jedoch teilweise eine Grundlage für herausgefilterte Bakterien, die dann die Filtermembranen besiedeln und möglicherwiese gesundheitsgefährdende Stoffe sezernieren können. Sie vermögen jedoch keine gasförmigen Moleküle, insbesondere flüchtige organische Verbindungen (VOC; volatile organic compounds), aus der Luft zu filtern.

Daneben werden zur Gasreinigung Katalysatoren, beispielswiese in Abgasreinigungssystemen, eingesetzt. Zudem ist es beispielsweise bekannt, die photokatalytische Aktivität von Titandioxid zu nutzen, um Luft zu reinigen. Ein Nachteil dieser Technologie ist der Energieverbrauch für die üblicherweise eingesetzte UV-Strah- lungsquelle sowie die Tatsache, dass partikuläre Verunreinigungen nahezu nicht entfernt werden können. In bestimmten speziellen Anwendungsfällen wird auch Plasma zur Luftreinigung verwendet. Die bei der herkömmlichen Plasmaerzeugung entstehenden hohen Temperaturen begrenzen jedoch die Anwendbarkeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effizientere Reinigung eines Gases, insbesondere Luft, bereitzustellen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Gasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die sich dadurch auszeichnet, dass sie a) eine Plasmaerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas aufweist, wobei die Plasmaerzeugungsvorrichtung zumindest zwei Elektroden aufweist, zwischen denen zumindest ein Spalt ausgebildet ist, in dem die Plasmaerzeugung stattfindet, und b) die Plasmaerzeugungsvorrichtung und die zumindest eine Katalysatoranordnung derart angeordnet und eingerichtet sind, dass das zu reinigende Gas im Betrieb der Gasreinigungsvorrichtung durch den Spalt und die zumindest eine Katalysatoranordnung strömt und die zumindest eine Katalysatoreinrichtung in Strömungsrichtung des zu reinigenden Gases vor und/oder hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung angeordnet und/oder als Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung ausgebildet ist. Die Anmelderin hat festgestellt, dass eine Kombination aus Plasmareinigung mit einer katalytischen Reinigung des zu reinigenden Gases überraschend gute und deutlich bessere Reinigungseigenschaften ermöglicht, als die Katalysator- oder Plasmabehandlung alleine. Erfindungsgemäß erfolgt die Reinigung daher zumindest zweistufig. Vor, nach und/oder während der Plasmabehandlung des zu reinigenden Gases wird das Gas zusätzlich mittels der Katalysatoranordnung gereinigt. In Strömungsrichtung des Gases sind folglich beispielsweise zwei unterschiedlich wirkende Reinigungsstufen hintereinander geschaltet.

Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer Reinigungsstufen wird die Menge an Verunreinigungen in dem zu reinigenden Gas von einer Stufe zu der in Strömungsrichtung dahinterliegenden verringert, sodass insbesondere die Reinigungskapazität nicht überschritten wird und eine effizientere Reinigung möglich ist.

Zudem gibt es organische Substanzen, die sich weder durch plasmatischen noch durch katalytischen Abbau alleine vollständig zerstören lassen, insbesondere mineralisieren, also zu Kohlendioxid und Wasser umsetzen. So erzeugt beispielsweise die katalytische Reinigung bei solchen Substanzen ein Abbauprodukt, welches ebenfalls unerwünscht ist und dann erst durch das Plasma zerstört wird oder umgekehrt. Zudem werden manche Abbauprodukte, die bei einer ersten, der Plasmabehandlung vorgelagerten katalytischen Reinigung entstehen, dann wiederum nicht vollständig in der Plasmabehandlung abgebaut werden. Die dabei entstehenden Abbauprodukte der Abbauprodukte werden dann in einer nachgelagerten zweiten katalytischen Reinigung weiter oder sogar vollständig abgebaut. Durch die Kombination der beiden unterschiedlichen Reinigungsverfahren können also insbesondere auch solche Abbauprodukte in dem gereinigten Gas synergistisch verringert oder sogar vollständig zerstört werden, die durch die einzelnen Stufen alleine nicht zerstörbar wären.

Auch weisen beide Technologien unterschiedliche Wirkspektren auf. So wirkt bei- spielswiese die Plasmatechnologie stärker gegenüber partikulären Verunreinigungen, wohingegen die Katalysatortechnologie teilweise stärker gegenüber gasförmigen Verunreinigungen wirkt. Insofern führt die Kombination der beiden Technologien auch zu einer Verbreiterung des Wirkspektrums der Gasreinigungsvorrichtung. Da die unterschiedlichen Technologien unterschiedliche Wirkprinzipien aufweisen, ergänzen sie sich jedoch auch bei gleichartigen Verunreinigungen, sodass deren Entfernung aus dem Gas verbessert wird.

Zudem können durch die Kombination weniger Reinigungsstufen eingesetzt werden, um zu einem guten Reinigungsergebnis zu gelangen, sodass auch die Bauweise kompakter und kleiner gewählt werden kann.

Die Gasreinigungsvorrichtung ist beispielsweise als Einsatz oder Modul für eine Lüftungsanlage, beispielswiese eine Gebäudelüftungsanlage ausgebildet. Sie kann dazu sowohl für Neubauten als auch als Nachrüstteil verwendet werden. Die Gasreinigungsvorrichtung kann gemäß einem weiteren Aspekt auch als freistehende oder hängende Anlage zur Reinigung eines Gases, insbesondere von Raumluft ausgestaltet sein. Bevorzugt ist die Gasreinigungsvorrichtung als Tischgerät ausgebildet, welches beispielsweise in Restaurants oder Büros auf einem Tisch platziert werden kann, um die Raumluft zu reinigen und insbesondere die Übertragung von Krankheitserregern von einer Person auf eine andere zu verringern oder sogar vollständig zu verhindern.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass mehrere Katalysatoranordnungen und/oder mehrere Plasmaerzeugungsvorrichtungen in einer Gasreinigungsvorrichtung vorhanden sind.

Die Katalysatoranordnung weist zumindest einen Katalysator auf, der insbesondere in Pulverform vorliegt. Bevorzugt ist der zumindest eine Katalysator auf einem Träger angeordnet, beispielswiese auf diesen beschichtet. Der Träger ist bevorzugt von dem Gas durchströmbar ausgebildet, beispielsweise als Gitterrost oder Streckmetall. Bevorzugt weist der Träger eine Wabenstruktur auf. Besonders bevorzugt ist der Träger ein zu einer Wabenstruktur gefaltetes oder gebogenes Blech, beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen, möglichst wenig reaktiven Material. Die Waben haben dabei bevorzugt eine durchströmbare Länge von zumindest 0,5 cm, insbesondere zumindest 1 cm, besonders bevorzugt zumindest 2 cm. Die durchströmbare Länge beträgt bevorzugt höchstens 20 cm, insbesondere höchstens 10 cm. Die Gasreinigungsvorrichtung weist bevorzugt ein Gehäuse auf, durch das das zu reinigende Gas strömt. Dazu weist das Gehäuse zumindest eine Zuleitungsöffnung auf, durch die das Gas in die Gasreinigungsvorrichtung einströmt. Es ist bevorzugt, nicht aber notwendig, dass die Gasreinigungsvorrichtung eine Ansaugvorrichtung, beispielweise einen Lüfter oder einen Ventilator aufweist, die Gas durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung in das Gehäuse einsaugt. Mittels einer solchen Ansaugvorrichtung kann insbesondere ein stehendes Gas, beispielswiese Raum lüft, überhaupt in nennenswerten Mengen in die Gasreinigungsvorrichtung eingebracht werden. Gleichzeitig kann auch eine Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch die Gasreinigungsvorrichtung mittels der Ansaugvorrichtung reguliert und bevorzugt mittels einer der Gasreinigungsvorrichtung zugeordneten elektronischen Steuereinrichtung eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine für die Funktion nützliche oder optimale Strömungsgeschwindigkeit des zu reinigenden Gases eingestellt werden.

In dem Strömungsweg des Gases ist die Plasmaerzeugungsvorrichtung angeordnet. Das Gas strömt durch den zumindest einen Spalt, der zwischen den Elektroden ausgebildet ist, hindurch. Durch die Plasmaentladung wird das Gas in dem Spalt teilweise ionisiert und damit in den Plasmazustand überführt.

Die Plasmaerzeugungsvorrichtung kann zudem ein Gehäuse aufweisen, in dem die Elektroden angeordnet sind. Das Gas strömt durch eine Öffnung in das Gehäuse ein und wird dort bevorzugt mittels eines innerhalb des Gehäuses und in Strömungsrichtung vor den Elektroden angeordneten Gitters verwirbelt. Gemäß einer Ausführungsform umgibt die eine Elektrode die andere Elektrode vollständig, unter Ausbildung eines um laufenden Spalts, beispielsweise mit einem ringförmigen Querschnitt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Plasmaerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer dielektrisch behinderten Plasmaentladung ausgebildet und zumindest eine der Elektroden weist zumindest an ihrer dem Spalt zugewandten Oberfläche ein Dielektrikum auf. Bei einer solchen Ausführungsform kann bevorzugt auf ein die Elektroden umgebendes Gehäuse verzichtet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn beide Elektroden vollständig in einem Dielektrikum eingebettet sind. Das Dielektrikum dient dazu, eine dielektrisch behinderte Plasmaentladung, die auch als DBD (Dielectric Barrier Discharge) bezeichnet wird, zu realisieren. Die dielektrisch behinderte Plasmaentladung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da dabei ein kaltes Plasma erzeugt wird und somit die thermische Belastung der Umgebung und die damit einhergehende notwendige Isolierung und Auslegung der Komponenten auf ein heißes Plasma entfallen kann. Zudem sorgt das Dielektrikum insbesondere dafür, dass von der Elektrode keine direkte Gefahr für Benutzer aufgrund der verwendeten Hochspannung ausgeht.

Wenn, was einer Ausführungsform der Erfindung entspricht, eine der Elektroden als Masseelektrode ausgebildet, also insbesondere geerdet ist oder zumindest ein niedrigeres elektrisches Potential aufweist als die andere Elektrode, weist bevorzugt nur die andere Elektrode ein Dielektrikum aus. Bevorzugt ist diese andere Elektrode, an die im Betrieb eine Wechselspannung angelegt wird und die auch als Hochspannungselektrode bezeichnet wird, vollständig in das Dielektrikum eingebettet. Die Masseelektrode benötigt nicht zwingend ein Dielektrikum, da sie ja selbst im Betrieb kein gefährliches Potential aufweist. Es ist selbstverständlich dennoch möglich, dass auch die Masseelektrode in ein Dielektrikum eingebettet ist. Dies ist beispielsweise sinnvoll, um nur einen Elektrodentyp vorhalten zu müssen.

Dass eine Elektrode vollständig in ein Dielektrikum eingebettet ist, schließt selbstverständlich notwendige Durchbrüche durch das Dielektrikum, beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung, nicht aus. Bevorzugt ist das Dielektrikum ausschließlich zur Heranführung einer elektrischen Leitung oder aufgrund eines Anschlusses für eine solche, beispielsweise einer Anschlussbuchse oder dergleichen, durchbrochen.

In Strömungsrichtung vor und/oder hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung befindet sich gemäß einer Ausführungsform zumindest eine Katalysatoranordnung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich genau eine Katalysatoranordnung in Strömungsrichtung vor der Plasmaerzeugungsvorrichtung und genau eine Katalysatoranordnung dahinter. Alternativ oder zusätzlich ist es in einer Ausführungsform möglich, dass eine, mehrere oder alle Katalysatoranordnungen Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung sind. Gemäß einer Weiterbildung weist die zumindest eine Katalysatoranordnung einen photoaktivierbaren Katalysator, beispielsweise Wolframoxid oder Zinkoxid, insbesondere Titandioxid TiC , auf. Photoaktivierbare Katalysatoren werden auch als Photokatalysatoren bezeichnet. Photoaktivierbarer Katalysatoren werden insbesondere durch UV-Strahlung, also Strahlung einer Wellenlänge von etwa 100 nm bis zu 400 nm, in ihrer katalytischen Eigenschaft aktiviert und dann auch als UV-strahlungsakti- vierbare Photokatalysatoren bezeichnet. Ein solcher UV-strahlungsaktivierbarer Photokatalysator ist mit anderen Worten ohne das Vorhandensein von UV-Strahlung katalytisch nur wenig, insbesondere überhaupt nicht aktiv. Photoaktivierbare Katalysatoren sind üblicherweise Halbleiter, die photochemisch angeregt werden. An der Oberfläche des Photokatalysators werden dann Radikale gebildet, beispielsweise aus Wasser das durch Luftfeuchtigkeit bereitgestellt wird, oder aus molekularem Sauerstoff. Die Radikale reagieren dann wiederum mit den insbesondere organischen und biologischen Verunreinigungen und zersetzen diese. Aber auch anorganische Verunreinigungen, wie beispielsweise Stickoxide, können mit einem Photokatalysator, beispielsweise zu Nitrat, umgesetzt und dabei bevorzugt entgiftet werden.

Zur Aktivierung des photoaktivierbaren Katalysators ist beispielswiese zumindest eine UV-Lichtquelle vorhanden, insbesondere eine Lampe oder ein Lampenarray. Diese erzeugt UV-Strahlung und strahlt sie auf die zumindest eine Katalysatoranordnung.

Bevorzugt ist die zumindest eine Katalysatoranordnung derart räumlich zu dem Spalt angeordnet, dass zumindest ein Teil einer bei der Plasmaentladung entstehenden UV-Strahlung auf die zumindest eine Katalysatoranordnung trifft und den photoaktivierbaren Katalysator aktiviert.

Bei der Plasmaerzeugung entsteht zwangsläufig UV-Strahlung, welche zwar einen geringen Anteil an der desinfizierenden Wirkung eines Plasmas hat, davon abgesehen aber eher als ein Abfallprodukt bei der Plasmaerzeugung anzusehen ist.

Dieses kann nun gemäß der Weiterbildung der Erfindung genutzt werden, um den photoaktivierbaren Katalysator zu aktivieren. Dazu ist die zumindest eine Katalysatoranordnung derart räumlich zu dem Spalt angeordnet, dass zumindest ein Teil der bei der Plasmaerzeugung entstehenden UV-Strahlung direkt auf die zumindest eine Katalysatoranordnung strahlt. Die Plasmaerzeugungsvorrichtung reicht bevorzugt aus, um den photoaktivierbaren Katalysator zu aktivieren oder dies zumindest deutlich zu unterstützen. Bevorzugt strahlen zumindest 10 %, insbesondere zumindest 25 % der bei der Plasmaerzeugung entstehenden UV-Strahlung direkt auf die zumindest eine Katalysatoranordnung.

Es ist im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich, dass Lichtleiteinrichtungen und/oder Reflektoren vorhanden sind, die UV-Strahlung alternativ oder zusätzlich auf die zumindest eine Katalysatoranordnung leiten. Diese strahlt folglich nicht oder nicht nur direkt auf die zumindest eine Katalysatoranordnung, sondern wird über die Lichtleiteinrichtungen und/oder Reflektoren auf diese umgeleitet. Die zumindest eine Katalysatoranordnung ist insbesondere auch dann derart angeordnet, dass zumindest ein Teil einer bei der Plasmaentladung entstehenden UV-Strahlung auf die zumindest eine Katalysatoranordnung trifft und den photoaktivierbaren Katalysator aktiviert, wenn keine direkte UV-Strahlung von dem erzeugten Plasma auf die Katalysatoranordnung trifft, sondern die UV-Strahlung ausschließlich über Einrichtungen wie Lichtleiteinrichtungen und/oder Reflektoren auf diese geleitet werden.

Es ist selbstverständlich möglich, dass die Katalysatoranordnungen unterschiedlich ausgebildet sind und beispielsweise nicht alle einen photoaktivierbaren Katalysator aufweisen. Es ist natürlich möglich, aber nicht notwendig, dass auch solche Katalysatoranordnungen mit UV-Strahlung bestrahlt werden, die keinen photoaktivierbaren Katalysator aufweisen.

Wenn die ohnehin bei der Plasmaerzeugung anfallende UV-Strahlung gleichzeitig zur Aktivierung des photoaktivierbaren Katalysators genutzt wird, kann eine zusätzliche UV-Strahlungsquelle kleiner dimensioniert werden oder sogar gänzlich entfallen.

Bevorzugt ist zumindest eine Elektrode der Plasmaerzeugungsvorrichtung an dem Träger der zumindest einen Katalysatoranordnung angeordnet und/oder als Teil des Trägers ausgebildet. Dies bedeutet, dass die jeweilige Katalysatoranordnung als Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung ausgebildet ist, da ihr Träger zumindest eine Elektrode bereitstellt. Auf diese Weise ist es folglich möglich, dass der Träger zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllt. Er trägt einerseits den zumindest einen Katalysator und stellt andererseits zumindest eine Elektrode bereit.

Bevorzugt ist der Träger vollständig als Elektrode ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist die am Träger angeordnete oder insbesondere durch den Träger gebildete Elektrode als Masseelektrode vorgesehen und ausgebildet. Dazu ist sie bevorzugt nicht in ein Dielektrikum eingebettet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Elektrode nicht in ein Dielektrikum eingebettet ist, obwohl sie mit einer Wechselspannungsquelle verbunden und damit nicht als Masseelektrode vorgesehen ist. Dann ist bevorzugt durch ein Gehäuse und/oder die Geometrie des Trägers sichergestellt, dass ein Kontakt zwischen der Elektrode und einem Menschen im Betrieb ausgeschlossen oder zumindest hinreichend erschwert ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die am Träger angeordnete oder insbesondere durch den Träger gebildete Elektrode in ein Dielektrikum eingebettet und mit einer Wechselspannungsquelle verbunden. Wenn die Elektrode durch den Träger selbst gebildet wird, ist der zumindest eine Katalysator, auf das Dielektrikum aufgebracht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Katalysatoranordnungen vorhanden, die beide Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung sind und bevorzugt beide einen Träger aufweisen, der als Elektrode ausgebildet ist. Bevorzugt befindet sich in Strömungsrichtung zwischen den beiden Katalysatoranordnungen zumindest eine weitere Elektrode, die auch als mittlere Elektrode bezeichnet wird. Zwischen dieser mittleren Elektrode und den beiden anderen Elektroden wird dann im Betrieb jeweils ein Plasma erzeugt.

Dadurch, dass die zumindest eine Katalysatoranordnung Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung ist, ist eine räumlich besonders große Nähe zwischen dem zumindest einen Katalysator einerseits und dem im Spalt erzeugten Plasma andererseits möglich. Dies erleichtert oder verbessert die Aktivierung des bevorzugt vorhandenen photoaktivierbaren Katalysators durch die bei der Plasmaerzeugung entstehende Strahlung, insbesondere UV-Strahlung. Der Träger weist Durchgangsöffnungen auf, durch die im Betrieb das zu reinigende Gas strömt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die mittlere Elektrode zumindest bereichsweise in die Durchgangsöffnungen hinein. Dazu weist die mittlere Elektrode bevorzugt Vorsprünge auf, die sich in die Durchgangsöffnungen hinein erstrecken. Die Durchgangsöffnungen sind bevorzugt wabenförmig ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, dass die Plasmabildung in der Durchgangsöffnung des zumindest einen als Elektrode ausgebildeten Trägers stattfindet. Der Spalt wird dann insbesondere um laufend zwischen der Wandung der Durchgangslöcher einerseits und dem jeweiligen Vorsprung gebildet. In dieser Ausführungsform findet folglich die katalytische und die plasmatische Behandlung des zu reinigenden Gases zumindest teilweise gleichzeitig statt.

Bevorzugt weist die Gasreinigungsvorrichtung keine zusätzliche Lichtquelle auf, die eingerichtet ist, den photoaktivierbaren Katalysator zu aktivieren. Insbesondere weist die Gasreinigungsvorrichtung keine zusätzliche UV-Strahlungsquelle auf. Die Aktivierung des photoaktivierbaren Katalysators erfolgt daher insbesondere vollständig mittels der bei der Plasmaerzeugung entstehenden UV-Strahlung. Hiervon unberührt ist selbstverständlich möglicherweise in geringen Mengen von außen einfallendes UV- Licht.

Bevorzugt weist die zumindest eine Katalysatoranordnung einen Niedrigtemperaturkatalysator, beispielsweise Nickeloxid oder Ceroxid, insbesondere Manganmonoxid MnO und/oder ein Adsorptionsmittel, beispielsweise Aktivkohle oder Aktivkoks, insbesondere ein Zeolith, auf. Diese liegen bevorzugt in Pulverform vor.

Ein Niedrigtemperaturkatalysator ist ein Katalysator der bei niedrigen Temperaturen bereits katalytisch aktiv ist. Bevorzugt weist ein Niedrigtemperaturkatalysator seine katalytische Aktivität bereits bei Temperaturen unterhalb von 100 °C, bevorzugt unterhalb 50 °C, besonders bevorzugt bereits bei Raumtemperatur, also 20 °C auf. Es ist jedoch insbesondere nicht ausgeschlossen, dass die katalytische Aktivität eines Niedrigtemperaturkatalysators mit steigender Temperatur ansteigt.

Das Manganmonoxid MnO ist bevorzugt höchstens zu 10 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 5 % besonders bevorzugt höchstens 1 Gew.-% mit Mangandioxid MnÜ2 verunreinigt. Im Optimalfall ist das Manganmonoxid vollständig frei von Mangandioxid MnÜ2.

Bei dem Zeolith handelt es sich bevorzugt um ein hydrophiles Zeolith, insbesondere vom Typ A und/oder Y. Bevorzugt ist der Zeolith synthetisch hergestellt.

Bevorzugt sind die Elektroden als Plattenelektroden oder als kämmend ineinander greifende Elektroden ausgebildet.

Die Elektroden sind zueinander beabstandet, sodass zwischen ihnen ein Spalt ausgebildet ist. Bevorzugt ist dieser Spalt homogen, sodass die Elektroden stets den gleichen Abstand zueinander aufweisen, womit stets der minimale Abstand zwischen den Elektroden gemeint ist. Dies ist jedoch nicht notwendig. Der Abstand und damit insbesondere die Dicke des Spalts beträgt bevorzugt zumindest 2 mm, insbesondere zumindest 5 mm, besonders bevorzugt zumindest 10 mm auf. Bevorzugt weist der Spalt höchstens eine Dicke von 20 mm, insbesondere höchstens 15 mm auf.

Im Falle der Plattenelektroden liegen diese bevorzugt parallel zueinander und bilden so einen homogenen Spalt aus. Plattenelektroden sind nicht notwendigerweise vollständig plattenförmig. Es ist ebenfalls möglich und bevorzugt, dass die Elektrode eine komplexere Geometrie aufweist und nur an einem Ende eine Elektrodenplatte ausbildet, die dann den Spalt einseitig begrenzt. So kann die Elektrode beispielsweise eine Elektrodenplatte aufweisen, an deren Rückseite sich ein stabförmiger Teil der Elektrode angeordnet ist, über den die Elektrode bevorzugt elektrisch kontaktiert wird.

Die kämmend ineinandergreifenden Elektroden bilden einen mäanderförmigen Spalt aus, der auf beiden Seiten jeweils durch eine Elektrode begrenzt wird. Die Elektroden greifen also ineinander ein, berühren sich jedoch nicht. Beide Elektroden sind dazu, beispielweise in der Draufsicht, kammartig ausgestaltet, weisen also jeweils nach vorne ragende Vorsprünge auf. Jeweils zwei Vorsprünge einer Elektrode bilden einen dazwischen liegenden Zwischenraum aus, in welchen sich ein Vorsprung der anderen Elektrode hinein erstreckt. Die Vorsprünge sind bevorzugt plattenförmig ausgebildet. Bevorzugt sind diese Elektroden derart ausgebildet und angeordnet, dass der mäanderförmige Spalt stets dieselbe Dicke aufweist, die Elektroden also stets den gleichen Abstand zueinander aufweisen. Durch diese Art der Elektroden kann auf einem relativ kompakten Bauraum eine große Kontaktfläche zwischen Gas und Elektroden in dem Spalt bereitgestellt werden. Gleichzeitig kann auch ein entsprechend großer Volumenstrom pro Zeiteinheit durch den Spalt strömen und gereinigt werden. Bevorzugt kann daher die Dicke des Spalts bei den kämmend ineinander greifenden Elektroden für denselben Bauraum kleiner gewählt werden als bei Plattenelektroden.

Bei dem Elektrodenmaterial handelt es sich beispielsweise um ein Metall oder bevorzugt um ein elektrisch leitfähiges, dotiertes Silikon. Das Dielektrikum ist bevorzugt ein Silikon, welches nicht dotiert und damit elektrisch isolierend ist. Alternativ kann das Dielektrikum auch ein Keramikwerkstoff oder ein Kunststoff sein.

Zumindest eine der Elektroden ist mit einer Wechselspannungsquelle verbunden, die bevorzugt Teil der Gasreinigungsvorrichtung ist. Wenn nur eine Elektrode mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist, ist die andere Elektrode bevorzugt als Masseelektrode ausgebildet. Die Masseelektrode ist also insbesondere geerdet oder weist zumindest ein niedrigeres elektrisches Potential auf als die andere Elektrode, die auch als Hochspannungselektrode bezeichnet werden kann.

Es ist zudem möglich, dass beide Elektroden mit einer Wechselspannungsquelle verbunden und im Betrieb gleichzeitig mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden. Die an der einen Elektrode anliegende Wechselspannung weist dann bevorzugt eine Phasenverschiebung von 180 ° in Bezug auf die an der anderen Elektrode anliegende Wechselspannung auf.

Die Wechselspannungsquelle ist insbesondere eingerichtet, Spannung und Frequenz derart bereitzustellen, dass bei gegebener Elektrodengeometrie und Dicke des Spalts ein Plasma in dem Spalt erzeugt wird.

Bevorzugt sind in Strömungsrichtung vor der Plasmaerzeugungsvorrichtung Gasleitbleche angeordnet, die den durchström baren Querschnitt verengen und das Gas zu der Plasmaerzeugungsvorrichtung leiten. In dieser Ausführungsform ist vor den Gasleitblechen ein größerer, durchström barer Querschnitt vorhanden. Dieser kann beispielsweise lediglich durch die Wandung des Gehäuses vorgegeben sein. Die Gasleitbleche verengen den durchström baren Querschnitt und leiten das zu reinigende Gas auf die Plasmaerzeugungsvorrichtung. Diese erstreckt sich vorzugsweise nicht über den gesamten Querschnitt des Gehäuses, sondern nur über einen Teil. Die Abmessungen des verengten Querschnitts sind dazu vorzugsweise auf die Größe der Plasmaerzeugungsvorrichtung abgestimmt.

Die Gasleitbleche bilden eine Einströmöffnung, die insbesondere den vollen Querschnitt des Gehäuses aufweist. Anschließend verlaufen sie derart, dass sie den durchström baren Querschnitt verengen. Auf der der Einströmöffnung gegenüber liegenden Seite bilden die Gasleitbleche eine Ausströmungsöffnung, welche beispielsweise einen kleineren Querschnitt als die Einströmöffnung aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Plasmaerzeugungsvorrichtung sich nicht über den gesamten Querschnitt des Gehäuses erstreckt. Es ist ebenfalls möglich und Gegenstand einer weiteren Ausführungsform, dass Einströmöffnung und Ausströmungsöffnung den gleichen Querschnitt aufweisen, also keine Verengung erfolgt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Plasmaerzeugungsvorrichtung sich über eine Fläche erstreckt, die bereits dem Querschnitt der Einströmöffnung entspricht, sodass keine Verengung notwendig ist.

Bevorzugt ist eine Katalysatoranordnung zwischen den Gasleitblechen angeordnet. Sofern die Gasleitbleche den durchströmbaren Querschnitt verengen, ist die Katalysatoranordnung bevorzugt dort angeordnet, wo der durchströmbare Querschnitt am kleinsten ist. Zudem ist die Katalysatoranordnung bevorzugt möglichst nah an der Ausströmungsöffnung angeordnet, sodass der Abstand zwischen der Plasmaerzeugungsvorrichtung und der Katalysatoranordnung möglichst gering ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Katalysatoranordnung einen photoaktivierbaren Katalysator aufweist, den dann aufgrund der räumlichen Nähe möglichst viel der bei der Plasmaerzeugung entstehenden UV-Strahlung erreicht. Hinter der Ausströmungsöffnung und insbesondere hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung ist der durchströmbare Querschnitt in einer Ausführungsform wieder vergrößert, insbesondere identisch zu dem Querschnitt in Strömungsrichtung vor den Gasleitblechen.

Hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung befindet sich bevorzugt zusätzlich eine Katalysatoranordnung, die sich insbesondere über den gesamten durchström baren Querschnitt erstreckt.

Gemäß einer Weiterbildung ist in Strömungsrichtung vor der zumindest einen Katalysatoranordnung und der Plasmaerzeugungsvorrichtung ein Vorfilter und/oder in Strömungsrichtung hinter der zumindest einen Katalysatoranordnung und der Plasmaerzeugungsvorrichtung ein Nachfilter angeordnet.

Der Vorfilter kann beispielsweise ein, insbesondere auswechselbarer, Schwebstofffilter sein, der das zu reinigende Gas von kleinsten Partikeln aber auch zumindest teilweise von biologischen Verunreinigungen wie Bakterien oder Viren befreit. Auf diese Weise können zumindest gröbere Verunreinigungen, die ansonsten gegebenenfalls die Reinigungskapazität der Vorrichtung überschreiten könnten oder Bauteile beschädigen könnten, herausgefiltert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Vorfilter derart ausgebildet, dass er biologische Verunreinigungen wie Bakterien und Viren größtenteils passieren lässt und nur größere partikuläre Verunreinigungen zurückhält. Auf diese Weise ist es möglich, die biologischen Verunreinigungen größtenteils oder nahezu vollständig nicht in dem Vorfilter zu fangen, sondern sie der Zerstörung durch Katalysator und/oder Plasma zuzuführen.

Der Vorfilter ist bevorzugt vor den anderen Bauteilen, also insbesondere den Katalysatoranordnungen, der Plasmaerzeugungsvorrichtung und gegebenenfalls der Ansaugvorrichtung angeordnet. Der Vorfilter kann der Zuleitungsöffnung in die Gasreinigungsvorrichtung zugeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt ein Nachfilter vorhanden, der hinter allen Katalysatoranordnungen und der Plasmaerzeugungsvorrichtung angeordnet ist. Dieser ist beispielsweise als Aktivkohlefilter ausgebildet und dient dazu, noch in dem Gas befindliche Verunreinigungen zu entfernen. Diese können beispielsweise Abbauprodukte infolge des katalytischen oder durch das Plasma verursachten Abbaus von anderen Verunreinigungen sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum Reinigen eines Gases mittels einer Gasreinigungsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, mit den Schritten: a) Anlegen einer Wechselspannung an zumindest einer der beiden Elektroden der Plasmaerzeugungsvorrichtung, sodass in dem Spalt ein Plasma erzeugt wird, und b) Leiten des Gases durch den Spalt der Plasmaerzeugungsvorrichtung und die zumindest eine Katalysatoranordnung.

In der Plasmaerzeugungsvorrichtung wird folglich das zu reinigende Gas, insbesondere Luft, teilweise ionisiert und in den Plasmazustand überführt. Dadurch werden Verunreinigungen in dem Gas zumindest teilweise abgebaut. Vor und/oder hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung strömt das zu reinigende Gas zudem an einer Katalysatoranordnung entlang, insbesondere durch sie hindurch, sodass Verunreinigungen in dem zu reinigenden Gas katalytisch zersetzt werden.

Das gereinigte Gas wird dann bevorzugt einer Verwendung zugeführt. Wenn es sich um Luft handelt, wird sie beispielsweise in einen Raum mit besonderen Anforderungen an die Qualität der Raumluft geleitet. Solche Räume können beispielsweise OP- Säle sein oder aber Räume in denen sich viele Menschen auf engem Raum aufhalten, beispielsweise in Flugzeugen oder dergleichen. Auch kann die Luft auf Quarantänestationen oder in Quarantäneeinheiten mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens aufbereitet werden und so der Umgebung ohne oder nur mit einem deutlich geringeren Infektionsrisiko zugeführt werden. Gerade in der heutigen Zeit unter dem Eindruck der COVID-19-Pandemie ist es sinnvoll und wichtig, effektive Luftreinigungsvorrichtungen zu schaffen, einerseits die Raumluft in Räumen mit vielen Menschen oder viel Publikumsverkehr sicher zu reinigen, und andererseits die Luft aus Quarantäneeinheiten sicher zu reinigen, um diese dann bedenkenlos der Umgebung zuzuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt beziehen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ausdrücklich auch auf die Entfernung des sogenannten Coronavirus Sars-CoV-2 aus der Luft. Gemäß einer Weiterbildung weist die zumindest eine Katalysatoranordnung einen photoaktivierbaren Katalysator, beispielsweise Wolframoxid oder Zinkoxid, insbesondere Titandioxid TiC , auf und zumindest ein Teil der bei der Plasmaerzeugung ent- stehenden UV-Strahlung wird auf die zumindest eine Katalysatoranordnung geleitet, sodass der photoaktivierbare Katalysator aktiviert wird.

Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens kann die bei der Plasmaerzeugung entstehende UV-Strahlung einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden. Es ist daher möglich, weniger separate UV-Strahlungsquellen vorzusehen. Bevorzugt ist überhaupt keine separate UV-Strahlungsquelle notwendig und vorhanden.

Bevorzugt ist die zumindest eine Katalysatoranordnung derart räumlich zu dem Spalt angeordnet, dass die UV-Strahlung die zumindest eine Katalysatoranordnung direkt erreicht. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, über Lichtleiteinrichtungen und/oder Reflektoren UV-Strahlung gezielt umzuleiten und dadurch erst auf die zumindest eine Katalysatoranordnung zu leiten.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 ,

Figur 3 eine weitere Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform,

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform,

Figur 6 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 7 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 8 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 7,

Figur 9 eine weitere Schnittdarstellung der dritten Ausführungsform,

Figur 10 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 9,

Figur 11 eine perspektivische Darstellung der dritten Ausführungsform,

Figur 12 eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform der

Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 13 eine Schnittdarstellung einer fünften Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung, Figur 14 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 13,

Figur 15 eine Schnittdarstellung einer sechsten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 16 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 15,

Figur 17 eine Schnittdarstellung einer siebten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung,

Figur 18 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 17,

Figur 19 eine Schnittdarstellung einer achten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung, und

Figur 20 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 19.

Figur 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt entlang der in Figur 3 dargestellten Schnittebene A-A durch eine erste Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2. Diese weist eine Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 mit zwei Elektroden 6 auf, zwischen denen ein in Figur 1 nicht sichtbarer Spalt 8 ausgebildet ist. Beide Elektroden 6 sind jeweils in ein Dielektrikum 10 eingebettet, welches die Elektroden 6 nahezu vollständig umschließt. Bevorzugt ist das Dielektrikum 10 nur da unterbrochen, wo die Elektrode 6 elektrisch kontaktiert ist oder einen Anschluss für eine solche Kontaktierung aufweist. Die dem Spalt 8 zugewandte Oberfläche dieser Elektrode 6 ist demnach vollständig von dem Dielektrikum 10 abgedeckt. Das Dielektrikum 10 ist bevorzugt ein elektrisch nicht leitfähiges Silikon. Die Elektroden 6 sind vorliegend als kämmend ineinander greifende Elektroden ausgebildet, was in den Figuren 3 und 4 deutlicher zu erkennen ist.

In Strömungsrichtung S des zu reinigenden Gases vor der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 ist eine erste Katalysatoranordnung 12 angeordnet. In Strömungsrichtung S hinter der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 ist eine zweite Katalysatoranordnung 12 angeordnet. Die Katalysatoranordnungen 12 weisen bevorzugt einen in Figur 1 nicht separat bezeichneten Träger 13 auf, der beispielsweise ein in Wabenform vorliegendes Aluminiumblech sein kann, auf dem sich zumindest ein Katalysator befindet. Durch die Waben kann das zu reinigende Gas, an dem zumindest einen Katalysator entlang, hindurchströmen, sodass Verunreinigungen in dem Gas katalytisch abgebaut werden.

Die erste Katalysatoranordnung 12 ist zwischen Gasleitblechen 14 angeordnet, die den durchström baren Querschnitt verengen. Die Gasleitbleche 14 sind vorliegend zu einer Haube angeordnet, und bilden eine Einströmöffnung 16 und eine Ausströmungsöffnung 18, die einen kleineren Querschnitt als die Einströmöffnung 16 aufweist, aus.

Der Querschnitt der Einströmöffnung 16 entspricht im Wesentlichen dem Querschnitt des Gehäuses 20 der Gasreinigungsvorrichtung 4. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.

In Strömungsrichtung S vor der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 und den Katalysatoranordnungen 12 sind ein Vorfilter 22 und eine Ansaugvorrichtung 24 in Form eines Lüfters angeordnet.

Der Vorfilter 22, der bevorzugt ein Schwebstofffilter ist, dient insbesondere der Entfernung oder Verminderung von partikulären Verunreinigungen.

Die Ansaugvorrichtung 24 dient dazu, ein zu reinigendes Gas entlang der Strömungsrichtung S in die Gasreinigungsvorrichtung 2 einzusaugen und es durch diese strömen zu lassen. Das Gas tritt durch zumindest eine Zuleitungsöffnung 26 in die Gasreinigungsvorrichtung 4 ein, durchströmt diese entlang der Strömungsrichtung S und tritt durch zumindest eine Ableitungsöffnung 28 wieder aus dieser aus. Dabei durchströmt es die Katalysatoranordnungen 12 und den Spalt 8 der Plasmaerzeugungsvorrichtung.

In Strömungsrichtung S hinter der zweiten Katalysatoranordnung 12 ist ein Nachfilter

30 angeordnet. Dieser dient dazu, etwaig verbliebene Verunreinigungen oder aber Abbauprodukte vormals vorhandener und katalytisch und/oder plasmatisch zerstörter

Verunreinigungen aufzunehmen. Er ist beispielsweise als Aktivkohlefilter ausgebildet.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist jeder Elektrode 6 eine Wechselspannungsquelle 32 zugeordnet, die vorliegend als ein Bauteil ausgebildet ist. Diese sind mit den Elektroden 6 jeweils über elektrische Leitungen 34 verbunden.

In Figur 1 ist der Spannungsverlauf über die Zeit angedeutet. Es ist zu erkennen, dass diese, was bevorzugt ist, um 180° zueinander phasenverschoben sind.

Figur 2 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1 dar, der dort durch den mit A bezeichneten Kreis angedeutet ist. Sofern im Folgenden Merkmale zu vorherigen Figuren gleich sind, wird auf Wiederholungen verzichtet und auf die vorangegangenen Ausführungen zu den jeweiligen Merkmalen verwiesen.

In Figur 2 ist deutlicher zu erkennen, dass die Elektroden 6 jeweils in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind.

Die Katalysatoranordnungen 12 sind räumlich nah an der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 angeordnet, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn zumindest eine, insbesondere beide Katalysatoranordnungen einen photoaktivierbaren Katalysator aufweisen. Die bei der Plasmaerzeugung entstehende UV-Strahlung kann dann direkt auf die Katalysatoranordnungen strahlen und dort den photoaktivierbaren Katalysator aktivieren. Es ist möglich, bevorzugt aber nicht notwendig, dass zusätzliche Lichtquellen zur Aktivierung des photoaktivierbaren Katalysators vorhanden sind.

Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der in Figur 1 dargestellten Schnittebene B-B.

Es ist zu erkennen, dass die Elektroden 6 der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 kämmend ineinander eingreifen. Sie berühren sich jedoch nicht, sondern bilden einen Spalt 8 aus, der mäanderförmig verläuft. Zudem sind die Gasleitbleche 14 zu erkennen, die die Ausströmungsöffnung 18 unterhalb der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 ausbilden. Durch diese wird im Betrieb Gas zu der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 und durch den Spalt 8 geleitet. In dem Spalt 8 wird das Gas dann im Betrieb infolge der anliegenden Wechselspannung teilweise ionisiert und damit in den Plasmazustand überführt.

Figur 4 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3 dar, der dort durch den mit B bezeichneten Kreis angedeutet ist.

Es ist deutlicher zu erkennen, dass die beiden Elektroden 6 einen mäanderförmigen Spalt 8 ausbilden und jeweils in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind.

Bevorzugt sind die beiden Elektroden 6 identisch ausgebildet, wobei zumindest eine Elektrode 6, insbesondere beide Elektroden 6 mit einem Dielektrikum 10 versehen ist, welches im montierten Zustand die dem Spalt 8 zugewandte Oberfläche abdeckt.

Figur 5 zeigt eine perspektivische und schematische Ansicht der Gasreinigungsvorrichtung 2 gemäß den Figuren 1 bis 4. In der Darstellung wurde die Vorderseite des Gehäuses 20 nicht dargestellt, um das Innere der Gasreinigungsvorrichtung 2 zu sehen. Bevorzugt sind die Vorderseite und/oder eine oder mehrere weitere Seiten abnehmbar, sodass Wartungs- oder Reparaturarbeiten einfach möglich sind.

Es ist gut zu erkennen, dass die Gasleitbleche 14 eine Haube ausbilden. Innerhalb dieser ist die erste Katalysatoranordnung 12 angeordnet, die daher in Figur 5 nicht sichtbar ist.

In Figur 6 ist eine zweite Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2 dargestellt, die sich von der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsform nur darin unterscheidet, dass nicht beiden Elektroden 6 jeweils eine Wechselspannungsquelle 32 zugeordnet ist, sondern nur der rechts dargestellten Elektrode 6. Die links dargestellte Elektrode 6 ist als Masseelektrode vorgesehen und über eine elektrische Leitung 34 mit einer Erdung 36 verbunden. Sie ist somit geerdet oder weist zumindest ein niedrigeres elektrisches Potential auf als die mit der Wechselspannungsquelle 32 verbundene Elektrode 6, die auch als Hochspannungselektrode bezeichnet werden kann. In dieser Ausführungsform ist es insbesondere möglich, dass nur die eine, mit der Wechselstromquelle verbundene Elektrode 6 in ein Dielektrikum 10 eingebettet ist. Bei der Masseelektrode kann hierauf insbesondere verzichtet werden, da diese im Betrieb kein gefährliches Potential aufweist. Dennoch ist es auch in dieser Ausführungsform möglich, dass beide Elektroden 6 in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind, da die Elektroden bevorzugt identisch ausgebildet sind und somit nur eine Art Elektrode verwendet und vorgehalten werden muss.

In Figur 7 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der in Figur 9 dargestellten Schnittebene A-A einer dritten Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2 dargestellt, in der die Elektroden 6 als Plattenelektroden ausgebildet sind. Dies bedeutet, wie zu erkennen ist, jedoch nicht, dass die Elektroden 6 vollständig plattenförmig ausgebildet sind. Vielmehr sind die Elektroden 6 stabförmig ausgebildet und weisen eine plattenförmige Erweiterung an ihren, dem Spalt 8 zugewandten Enden auf. Die Elektroden 6 sind jeweils nahezu vollständig in ein Dielektrikum 10 eingebettet, sodass beide Elektroden 6 an ihren dem Spalt 8 zugewandten Oberflächen ein Dielektrikum 10 aufweisen.

Es ist zu erkennen, dass der Querschnitt der Ausströmungsöffnung 18 kleiner ist als in den Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 bis 6. Dies liegt daran, dass die Ausströmungsöffnung an die Abmessungen der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 und insbesondere an Größe und Verlaufs des Spalts 8 angepasst sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein möglichst großer Anteil des zu reinigenden Gases auch tatsächlich durch den Spalt 8 geleitet wird, um es der Reinigung durch die Plasmaerzeugung zu unterwerfen.

Beide Elektroden 6 werden in der vorliegenden Ausführungsform von einer Wechselspannungsquelle 32 über elektrische Leitungen 34 mit einer Wechselspannung versorgt. Diese ist, wie bevorzugt und auch zuvor beschrieben, zwischen den beiden Elektroden 6 um 180° phasenverschoben.

Die anzulegende Spannung wird, unabhängig von der Ausführungsform, bevorzugt unter anderem in Abhängigkeit von der Dicke des Spalts 8, der verwendeten Elektro- den 6, des verwendeten Dielektrikums 10 und des zu reinigenden Gases derart ausgewählt, dass das durch den Spalt strömende Gas in den Plasmazustand überführt wird.

Figur 8 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 7 dar, der dort durch den mit A bezeichneten Kreis angedeutet ist.

Es sind die als Plattenelektroden ausgebildeten Elektroden 6 zu erkennen, die in jeweils in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind.

Die Katalysatoranordnungen 12 sind räumlich nah an der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 angeordnet, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn zumindest eine, insbesondere beide Katalysatoranordnungen 12 einen photoaktivierbaren Katalysator aufweisen. Die bei der Plasmaerzeugung entstehende UV-Strahlung kann dann direkt auf die Katalysatoranordnungen 12 strahlen und dort den photoaktivierbaren Katalysator aktivieren. Es ist möglich, bevorzugt aber nicht notwendig, dass zusätzliche Lichtquellen zur Aktivierung des photoaktivierbaren Katalysators vorhanden sind.

Figur 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der in Figur 7 dargestellten Schnittebene B-B.

Die als Plattenelektroden ausgebildeten Elektroden 6 sind oberhalb der nicht bezeichneten Ausströmungsöffnung 18 der Gasleitbleche 14 angeordnet. Das Gas strömt im Betrieb somit nahezu vollständig durch den Spalt 8, den die beiden Elektroden 6 ausbilden.

Figur 10 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 9 dar, der dort durch den mit B bezeichneten Kreis angedeutet ist.

Figur 11 ist eine perspektivische und schematische Ansicht der Gasreinigungsvorrichtung 2 gemäß den Figuren 7 bis 10. In der Darstellung wurde die Vorderseite des Gehäuses 20 nicht dargestellt, um das Innere der Gasreinigungsvorrichtung 2 zu sehen. Bevorzugt sind die Vorderseite und/oder eine oder mehrere weitere Seiten abnehmbar, sodass Wartungs- oder Reparaturarbeiten einfach möglich sind. Es ist gut zu erkennen, dass die Gasleitbleche 14 eine Haube ausbilden. Innerhalb dieser ist die erste Katalysatoranordnung 12 angeordnet, die daher in Figur 11 nicht sichtbar ist.

Die dargestellten Elektroden 6 sind jeweils in ein nicht bezeichnetes Dielektrikum 10 eingebettet und werden über elektrische Leitungen 34 mit Wechselspannung versorgt. Zur elektrischen Kontaktierung ist das Dielektrikum 10 unterbrochen und bei- spielswiese durch eine Anschlussbuchse durchstoßen.

In Figur 12 ist eine vierte Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2 dargestellt, die sich von der in den Figuren 7 bis 11 dargestellten dritten Ausführungsform nur darin unterscheidet, dass nicht beiden Elektroden 6 jeweils eine Wechselspannungsquelle 32 zugeordnet ist, sondern nur der rechts dargestellten Elektrode 6. Die links dargestellte Elektrode 6 ist als Masseelektrode vorgesehen und über eine elektrische Leitung 34 mit einer Erdung 36 verbunden. Sie ist somit geerdet oder weist zumindest ein niedrigeres elektrisches Potential auf als die mit der Wechselspannungsquelle 32 verbundene Elektrode 6, die auch als Hochspannungselektrode bezeichnet werden kann.

Entsprechend der Ausführungen zu Figur 6, ist es auch in dieser Ausführungsform möglich, nicht aber notwendig, auf die Einbettung der als Masseelektrode vorgesehenen Elektrode 6 in ein Dielektrikum 10 zu verzichten.

In Figur 13 ist eine fünfte Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2 dargestellt, in welcher die Katalysatoranordnungen 12 als Teil der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 ausgebildet sind. Sie weisen jeweils einen Träger 13 auf, der als Elektrode 6 der Plasmareinigungsvorrichtung 4 ausgebildet ist. Die Träger 13 und damit die jeweilige Elektrode 6 sind jeweils in Strömungsrichtung S durchströmbar und vorliegend wabenförmig ausgebildet. Die Träger 13 sind jeweils mit zumindest einem Katalysator, insbesondere einer Mischung aus einem photoaktivierbaren Katalysator, einem Niedrigtemperaturkatalysator und einem Adsorptionsmittel, beschichtet. Zusätzlich ist in Strömungsrichtung S zwischen den Katalysatoranordnungen 12 eine weitere, auch als mittlere Elektrode bezeichnete Elektrode 6 der Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 angeordnet. Diese ist ebenfalls in Strömungsrichtung S durchströmbar ausgebildet und beispielswiese gitterförmig, insbesondere als Lochblech oder als Streckmetall, ausgebildet.

Die als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13 sind vorliegend als Masseelektroden vorgesehen und über eine elektrische Leitung 34 mit einer Erdung 36 verbunden. Daher sind die als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13 vorliegend nicht in ein Dielektrikum 10 eingebettet. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die mittlere Elektrode 6 ist in ein Dielektrikum eingebettet und über eine elektrische Leitung 34 mit einer Wechselspannungsquelle 32 verbunden. Beides ist in Figur 14 deutlicher zu erkennen.

In Figur 13 ist zudem zu erkennen, dass sich die Plasmaerzeugungsvorrichtung 4 und die Katalysatoranordnungen 12 über den gesamten Querschnitt des Gehäuses 20 erstrecken und insofern keine separaten Gasleitbleche 14 vorhanden sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform erstrecken sie sich jedoch nicht über den gesamten Querschnitt und es sind korrespondierende Gasleitbleche 14 vorhanden.

Figur 14 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 13 dar, der dort durch den mit A bezeichneten Kreis angedeutet ist.

Es ist deutlicher zu erkennen, dass die Träger 13 als Elektroden 6 ausgebildet sind, wobei diese nicht in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind. Die Träger 13 bilden mehrere Durchgangsöffnungen 38 aus, durch die im Betrieb das zu reinigende Gas an dem zumindest einen Katalysator entlang strömt.

Auch die mittlere Elektrode 6, die in ein Dielektrikum 10 eingebettet ist, weist Durchgangsöffnungen 40 auf, durch die das zu reinigende Gas im Betrieb strömt. Jeweils zwischen den Trägem 13 und der mittleren Elektrode 6 wird dann im Betrieb das Plasma im Spalt 8 erzeugt. Figur 15 zeigt eine Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2, die im Wesentlichen der Ausführungsform aus Figur 13 entspricht. Allerdings sind beide als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13 jeweils mit einer Wechselspannungsquelle 32 verbunden, wobei die Wechselspannungen wie bevorzugt und in Figur 15 angedeutet, um 180° phasenverschoben sind. Entsprechend sind die Träger 13 in ein Dielektrikum 10 eingebettet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig und kann insbesondere entfallen, wenn durch ein Gehäuse und/oder die Geometrie sichergestellt ist, dass im Betrieb kein Kontakt mit einem Menschen möglich ist oder dies zumindest hinreichend erschwert ist.

In dieser Ausführungsform ist der zumindest eine Katalysator, insbesondere die Mischung aus einem photoaktivierbaren Katalysator, einem Niedrigtemperaturkatalysator und einem Adsorptionsmittel, nicht direkt auf den Träger 13, sondern auf das diesen einbettende Dielektrikum 10 aufgebracht.

Figur 16 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 15 dar, der dort durch den mit B bezeichneten Kreis angedeutet ist. Es ist deutlicher zu erkennen, dass alle Elektroden 6 jeweils in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind.

Figur 17 stellt eine weitere Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2 dar, in der sich die mittlere Elektrode 6 bereichsweise in die Durchgangsöffnungen 38 der als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13 hineinerstreckt. In dieser Ausführungsform sind die als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13, wie auch in der Ausführungsform gemäß Figur 13, als Masseelektroden vorgesehen und daher, wie bevorzugt, nicht in ein Dielektrikum 10 eingebettet. Die mittlere Elektrode ist mit einer Wechselspannungsquelle 32 verbunden und in ein Dielektrikum 10 eingebettet.

Figur 18 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 17 dar, der dort durch den mit C bezeichneten Kreis angedeutet ist. Es ist zu erkennen, dass die mittlere Elektrode 6 stabförmige Vorsprünge 42 aufweist, die sich in die Durchgangsöffnungen 38 hineinerstrecken. Es ist zu erkennen, dass die Elektroden 6, wie bevorzugt, bündig mit den Trägern 13 abschließen. Lediglich das einbettende Dielektrikum 10 steht über die Träger 13 über. In Figur 18 sind zudem angedeutete Vorsprünge 42 zu erkennen, die sich versetzt zu den in der papierebene liegenden Vorsprüngen 42 hinter der Papierebene befinden und sich in dortige Durchgangsöffnungen 38 hinein erstrecken. Hierdurch wird in den Durchgangsöffnungen 38 zwischen dem Träger 13 und den Vorsprüngen 42 ein umlaufender Spalt 8 ausgebildet, in dem im Betrieb ein Plasma erzeugt wird.

Die mittlere Elektrode 6 weist ebenfalls in Strömungsrichtung S durchströmbare Durchgangsöffnungen 40 auf, die jedoch in Figur 18 nicht dargestellt sind. Diese befinden sich vor und hinter der Papierebene.

Figur 19 zeigt eine Ausführungsform der Gasreinigungsvorrichtung 2, die im Wesentlichen der Ausführungsform aus Figur 17 entspricht. Allerdings sind beide als Elektroden 6 ausgebildeten Träger 13 jeweils mit einer Wechselspannungsquelle 32 verbunden, wobei die Wechselspannungen wie bevorzugt und in Figur 19 angedeutet, um 180° phasenverschoben sind. Entsprechend sind die Träger 13 in ein Dielektrikum 10 eingebettet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig und kann insbesondere entfallen, wenn durch ein Gehäuse und/oder die Geometrie sichergestellt ist, dass im Betrieb kein Kontakt mit einem Menschen möglich ist oder dies zumindest hinreichend erschwert ist.

Figur 20 stellt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 19 dar, der dort durch den mit D bezeichneten Kreis angedeutet ist. In diesem ist deutlicher zu erkennen, dass alle Elektroden 6 in ein Dielektrikum 10 eingebettet sind. Die Vorsprünge 42 schließen daher in dieser Ausführungsform bevorzugt bündig mit den Trägem 13 ab.

Bezugszeichenliste

2 Gasreinigungsvorrichtung

4 Plasmaerzeugungsvorrichtung

6 Elektrode

8 Spalt

10 Dielektrikum

12 Katalysatoranordnung

13 Träger

14 Gasleitblech

16 Einströmöffnung

18 Ausströmungsöffnung

20 Gehäuse

22 Vorfilter

24 Ansaugvorrichtung

26 Zuleitungsöffnung

28 Ableitungsöffnung

30 Nachfilter

32 Wechselspannungsquelle

34 Elektrische Leitung

36 Erdung

38 Durchgangsöffnung des Trägers

40 Durchgangsöffnung der mittleren Elektrode

42 Vorsprung