Dispositivo de tratamiento de un gas, que comprende por lo menos una unidad (2) elemental,

comprendiendocada unidad (2):

- dos electrodos (3) metálicos superficiales que presentan cada uno unas puntas (34), y que están conectados aun generador (5) de alta tensión alterna, y

- una placa (4) dieléctrica aislada eléctricamente y posicionada entre los dos electrodos metálicos (3),

de manera que pueda tener lugar una pluralidad de descargas (7) entre las puntas (34) de los electrodos (3) y laplaca (4) para la creación de un plasma frío apto para tratar un gas en circulación en el dispositivo,caracterizado porque las puntas (34) de cada electrodo (3) están repartidas al tresbolillo unas con respecto a lasotras sobre el electrodo, de forma homogénea en el electrodo, de manera que el gas en circulación pasesistemáticamente en la proximidad de una punta.

Dispositivo de tratamiento de un gas mediante plasma frío, procedimientos de utilización y de fabricación asociados.

5 Campo técnico general

La presente invención se refiere a un dispositivo de tratamiento de un gas.

La invención se refiere asimismo a unos procedimientos de utilización de un dispositivo citado, y a un procedimiento 10 de fabricación de un dispositivo citado.

Estado de la técnica

Existen numerosos dispositivos que permiten una purificación de un gas o una producción de especies electrónicas 15 o químicas específicas (como el ozono o unos iones de tratamiento de superficie o de desinfección por ejemplo) .

Se conoce en primer lugar, por ejemplo a partir del documento US 2005/0142047, un dispositivo del tipo de descarga de barrera dieléctrica (DBD) de purificación de un gas que comprende un apilamiento de unidades en las que se producen unas descargas, purificando las descargas el gas que pasa por las unidades.

Cada unidad comprende dos placas dieléctricas y dos electrodos metálicos, estando cada placa dieléctrica conectada a un electrodo metálico. Las descargas se producen entre dos placas dieléctricas.

Un dispositivo de este tipo adolece de ciertos inconvenientes.

La presencia de dos placas dieléctricas relativamente gruesas en cada unidad disminuye la sección útil de paso del gas.

Esta disminución de la sección útil de paso, relacionada con un número incrementado de placas dieléctricas en la 30 unidad, genera unas pérdidas de carga, lo cual provoca un aumento del consumo energético para la puesta en circulación del gas.

La disminución de la sección útil de paso provoca asimismo, para un mismo caudal, un aumento de la velocidad de paso del gas por el dispositivo, y disminuye por tanto el tiempo de permanencia del gas en el dispositivo, con, como 35 consecuencia, una menor eficacia de destrucción de las moléculas contaminantes.

Por otra parte, en este tipo de dispositivo, se pueden formar unos plasmas indeseables entre los electrodos metálicos y las placas dieléctricas. El contacto entre los electrodos metálicos y las placas dieléctricas es en efecto imperfecto en frío, y un contacto perfecto es aun más difícil de obtener a medida que el dispositivo se calienta en

funcionamiento. El gas comprendido entre los electrodos metálicos y las placas dieléctricas constituye unas pérdidas energéticas para el dispositivo, puesto que el gas no circula en este punto.

Además, el gas que circula entre las placas dieléctricas no está removido correctamente, debido a la relativa planeidad de las placas dieléctricas.

45 La repartición de las descargas de plasma frío no está además bien controlada en todo el volumen de paso del gas, en particular si las placas no son perfectamente paralelas y planas, o si el material dieléctrico no es perfectamente homogéneo en intensidad y en espesor.

50 Se conoce en segundo lugar, por ejemplo a partir del documento US nº 6.375.714, un dispositivo que recurre a electrodos metálicos en forma de rejillas que comprenden unos simples picos entre los cuales se producen las descargas. El dispositivo no comprende ninguna placa dieléctrica entre dos electrodos metálicos, y utiliza así el efecto corona.

55 Un dispositivo de este tipo adolece asimismo de ciertos inconvenientes.

El gas que circula en el dispositivo está poco removido, debido a la delgadez de los picos, y la función del dispositivo es crear ciertas especies activas, que se recuperan a la salida.

60 Algunas de las especies activas creadas por el plasma (radicales de muy corta duración de vida) no están explotadas, puesto que no se ponen rápidamente en contacto con las moléculas presentes en el gas de paso.

Debido a la ausencia de material dieléctrico que permita la limitación de la corriente de descarga, la alimentación eléctrica debe ser capaz de generar unos impulsos de corriente, lo cual aumenta la complejidad y el coste de la 65 alimentación.

Esta geometría de dispositivo no está bien adaptada para obtener un porcentaje de destrucción importante de las moléculas en el volumen de creación de plasma.

Se conoce asimismo a partir del documento SU 1 606 464 un dispositivo de ozonización de agua que comprende una cámara de reacción, en la que tienen lugar unas descargas entre unas puntas de electrodos metálicos. Las descargas pasan a través de las perforaciones de una rejilla perforada de material dieléctrico.

Este dispositivo, que se refiere al tratamiento de un líquido y no al de un gas (no hay creación de un plasma en la cámara de reacción) , requiere además, debido a las descargas entre los electrodos, una alimentación eléctrica potente que debe ser capaz de generar unos impulsos de corriente para la creación de las descargas.

Se conoce además a partir del documento EP 0 366 876 un dispositivo de tratamiento de un gas que comprende un apilamiento de electrodos metálicos superficiales y de dobles placas dieléctricas aisladas eléctricamente y posicionadas entre dos electrodos metálicos.

Las dobles placas dieléctricas, relativamente gruesas, disminuyen la sección útil de paso del gas a tratar, lo cual genera los mismos inconvenientes que los mencionados anteriormente con respecto al documento US 2005/0142047.

Además, los electrodos superficiales están ondulados y presentan unas crestas longitudinales que se extienden perpendicularmente al sentido de paso del gas durante su tratamiento. Las crestas longitudinales no permiten una repartición homogénea de las descargas sobre su longitud y por consiguiente no permiten una buena repartición de las descargas en todo el volumen de paso del gas, en particular si los electrodos no son perfectamente paralelos.

Presentación de la invención

La invención propone evitar por lo menos uno de estos inconvenientes.

Con este fin, se propone según la invención un dispositivo según la reivindicación 1.

La invención se completa ventajosamente por las características de las reivindicaciones 2 a 6, consideradas solas o en cualquiera de sus combinaciones técnicamente posibles.

La invención se refiere asimismo a unos procedimientos de utilización de dicho dispositivo, y a un procedimiento de fabricación de dicho dispositivo.

La invención presenta numerosos ventajas.

La invención se aproxima al principio de un dispositivo del tipo descarga de barrera dieléctrica (DBD) , y puede por tanto funcionar con una alimentación eléctrica de alta tensión de concepción simple y de bajo coste.

Incluso si cada lámina de gas en la que se efectúan las descargas para la producción de plasma frío es de muy pequeño espesor (del orden del mm) , la sección útil de paso es relativamente importante.

La delgadez de cada lámina de gas permite evitar que la descarga sea soplada, incluso con unas velocidades de gas superiores a 10 m/s.

La circulación del gas es eficaz debido a la gran delgadez de los electrodos y de las placas (del orden del milímetro) . La geometría de construcción y la elección de los materiales utilizados permiten obtener una pérdida de carga muy baja (del orden de 40 Pa) incluso a las velocidades de paso de gas muy importantes (> 10 m/segundo) , lo cual permite ahorrar energía de ventilación por ejemplo.

Además, debido a la estructura del dispositivo, no hay ninguna formación de plasma frío indeseable entre una placa dieléctrica y un electrodo metálico. Se evita también la formación de plasmas de superficie que no serian útiles para el flujo de gas en circulación.

Las descargas que tienen lugar entre una punta de un electrodo metálico y una placa dieléctrica permiten limitar la corriente necesaria para que la descarga pueda tener lugar.

En efecto, una descarga entre dos electrodos metálicos corresponde a una corriente importante, y el plasma así creado es un plasma de alta energía con una temperatura elevada.

En el caso de la invención, la placa dieléctrica, aislada eléctricamente, se carga únicamente en su superficie (fenómeno de ionización dieléctrica) realizando la función de una capacidad.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de tratamiento de un gas, que comprende por lo menos una unidad (2) elemental, comprendiendo

cada unidad (2) : 5

- dos electrodos (3) metálicos superficiales que presentan cada uno unas puntas (34) , y que están conectados a un generador (5) de alta tensión alterna, y

- una placa (4) dieléctrica aislada eléctricamente y posicionada entre los dos electrodos metálicos (3) ,

de manera que pueda tener lugar una pluralidad de descargas (7) entre las puntas (34) de los electrodos (3) y la placa (4) para la creación de un plasma frío apto para tratar un gas en circulación en el dispositivo,

caracterizado porque las puntas (34) de cada electrodo (3) están repartidas al tresbolillo unas con respecto a las 15 otras sobre el electrodo, de forma homogénea en el electrodo, de manera que el gas en circulación pase sistemáticamente en la proximidad de una punta.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que por lo menos un electrodo (3) presenta unas puntas (34) a ambos

lados (31, 32) de un plano (33) medio. 20

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la densidad de las puntas (34) sobre cada electrodo está comprendida entre 10.000 y 100.000 puntas/m2.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la distancia entre cada electrodo (3) y cada placa 25 (4) es del orden del mm.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, que presenta unas ranuras (81) practicadas en unas bridas (8) , para el mantenimiento de los electrodos (3) y de las placas (4) .

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las puntas (34) tienen una forma triangular, y tienen una altura homogénea.

7. Procedimiento de producción de un gas de tratamiento de una superficie o de purificación o de desodorización de

un gas, que utiliza un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6. 35

8. Procedimiento de producción de una especie electrónica o química, que utiliza un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6.

9. Procedimiento de fabricación de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los 40 electrodos (3) están fabricados por

- embutición de por lo menos un fleje de metal para formar unas puntas (34) , estando las puntas de cada electrodo repartidas al tresbolillo unas con respecto a las otras en el electrodo, de forma homogénea sobre el electrodo;

45 -fijación de los flejes así embutidos a ambos lados de una placa de metal sustancialmente plana,

para obtener un tratamiento homogéneo del gas en todo el volumen del dispositivo.