用于优化的到脉冲电源的耦合的细长非热等离子体反应器的制作方法

本公开的实施例总体涉及使用介质阻挡放电方法生成等离子体。具体地，本公开提供了一种用于介质阻挡放电的可扩展等离子体反应器，其使用非热等离子体，具有传播的介质阻挡放电区域，以优化方式将该可扩展等离子体反应器耦合到脉冲电源。

背景技术：

介质阻挡放电(dbd)在工业应用中经常用于生成化学物类，如化学自由基，这些化学物类尤其可以用于对表面或液体进行消毒和清洁。介质阻挡放电例如已经被应用作为处理压载水的反应化学物类的源。

大型dbd反应器(例如，用于生产臭氧)通常使用低频ac电压进行操作。dbd反应器可以在1kv至100kv范围内的高压下操作。

电压波形存在两种主要类型：慢速正弦ac波形，常常用于商业应用，其中频率介于10hz与10000hz之间；以及脉冲串形波形，由具有快速上升时间(小于100ns)的短(优选地，矩形)电压脉冲组成。

对于大型商业dbd反应器(例如，用于净化船舶中的压载水)，期望把电能高效转化为活性物类，例如，活化气体。

众所周知，与使用低频ac电压进行的操作相比较，使用短脉冲把电能转换为活性物类的效率更高。大多数大型商业dbd反应器使用低频ac电压进行操作，并未从脉冲操作中受益。

这在一定程度上是因为大型dbd反应器具有高电容(如大电容器)，因此由于位移电流而需要高电流来实现快速上升时间。

然而，在高电压下切换高电流在技术上比施加慢速ac电压更具挑战性。

这在一定程度上是由于以下原因：对于工业应用，大量o3(或其他物类)需要大面积的大dbd等离子体反应器，因此需要大电容。大电容需要高电流才能实现快速上升时间。

众所周知，意味着大差分值du/dt的小上升时间可以提高放电效率(例如，臭氧(o3)生产)。但是，在高电压下切换高电流在技术上比施加慢速ac电压更具挑战性。

因为电流对于电源或电缆而言变得太大(由于其阻抗会限制电流)，所以不能在高容量下应用高上升时间。因此，脉冲串目前仅适用于小型理论反应器。

在junfengrao等人的文献“anovelallsolid-statesub-microsecondpulsegeneratorfordielectricbarrierdischarges”(ieeetransactionsonplasmascience.ieeeservicecenter,piscataway,nj,us，第41卷，第3期，2013年3月1日(2013-03-01)，第564-569页，xp011495310)中，公开了一种用于在几微秒内激发连续dbd的固态脉冲生成器。

该生成器由marx生成器、布鲁姆林(blumlein)传输线和一个磁性开关组成。作为电源，全固态marx生成器可以输出电压峰值高达20kv的纳秒脉冲。布鲁姆林传输线由marx生成器充电。

形式为电容的dbd反应器布置在两个布鲁姆林传输线之间。传输线可以用作来自脉冲生成器的脉冲的能量储存装置。然而，这种配置中的dbd反应器来自电容类型，其当以非常快的(矩形形状)脉冲(高上升时间)进行切换时，具有缺点。

因此，本申请提供了一种克服这种限制的方法，并且寻求提供一种有效方式来在具有快速上升时间的高压脉冲供电下操作大型dbd反应器，以避免反射所引起的能量损耗。

技术实现要素：

为了解决上述和其他潜在问题，在本申请的第一方面中，公开了一种用于介质阻挡放电(dbd)系统的等离子体反应器。

等离子体反应器可以包括一个或多个等离子体反应器模块，其中该一个或多个等离子体模块被配置作为传输线。馈入一个或多个反应器模块的第一端中的电压脉冲的上升时间和/或下降时间的持续时间短于电压脉冲从一个或多个反应器模块的第一端到该一个或多个反应器模块的第二端的运行时间。

附图说明

本公开的各实施例将通过示例呈现，并且下文参考附图对它们的优点进行更详细地解释，其中

图1示出了根据本申请的实施例的等离子体反应器模块的概图；

图2示出了根据本申请的实施例的电路的概图；

图3示出了如在根据本申请的实施例的反应器的输入和输出处测量的脉冲电压波形；

图4a示出了根据本申请的实施例的等离子体反应器模块内部的气流的变型的示例；

图4b示出了根据本申请的实施例的反应器内部的气流的变型的示例；

图4c示出了根据本申请的实施例的等离子体反应器模块内部的气流的变型的示例。

具体实施方式

以下将结合说明性实施例对本公开的原理和精神进行描述。应当理解，给出所有这些实施例仅是为了让本领域技术人员更好地理解并进一步实践本发明，并非用于限制本发明的范围。例如，作为一个实施例的一部分而说明或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生其他实施例。

为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。当然，应当领会，在开发任何这样的实际实施例时，应当做出许多具体实施决定来实现开发人员的特定目标，诸如遵守系统相关约束和业务相关约束，这些约束会因实施方式而有所不同。而且，应当领会，这种开发工作可能很复杂且耗费时间，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言可能仅是常规任务。

现在，参考附图对所公开的主题进行描述。附图中示意性地描绘了各种结构、系统和设备，仅用于说明的目的，并且不会使用本领域技术人员公知的细节来模糊描述。然而，包括附图以描述和解释所公开的主题的说明性示例。本文中所使用的单词和短语应当被理解和解释为具有与相关领域技术人员对这些单词和短语的理解一致的含义。术语或短语的特殊定义(即，与本领域技术人员所理解的普通含义和习惯含义不同的定义)不旨在通过术语或短语在本文的一致使用来暗示。就术语或短语可能旨在具有特殊含义(即，除了技术人员所理解的含义之外)的程度而言，这种特殊定义将以直接且明确提供针对术语或短语的特殊定义的定义方式而在说明书中明确阐述。

在该申请中，公开了一种用于介质阻挡放电系统的反应器设计，其可以解决目前系统的缺点和问题，并且能够实现具有脉冲电压波形的大型dbd反应器的能效操作。介质阻挡放电dbd需要电极对，该电极对优选地由介质材料和放电间隙隔开。放电间隙可以布置在电极之间。间隙可以部分填充有介质材料。

介质还可以是电极中的一个电极上的介质层。介质层材料还可以布置在两个电极上。可以布置在。在经典设计中，这些电极可以被设计为纯电容器。沿着电极行进的电压脉冲的瞬态效应在这种布置中不会起关键作用。

本申请在这里提出的途径现在可以改变电极的设计，使得瞬态电脉冲沿着电极行进(与传输线类似)。

具体地，反应器可以具有“细长”的电极设计。这意味着，电极基本上沿电脉冲的传播方向延伸。为了将电脉冲耦合到反应器中，反应器的特征仅在于其阻抗(其可以通过改变横截面几何形状来调整)，而非在于总容量。

用于操作根据本申请(脉冲长反应器)的等离子体反应器的电气系统功率应当优选地被设计为用于介质阻挡放电的反应器的特征波阻抗，而非被设计为驱动用于标准系统(慢速ac大型反应器)时的大电容负载电流。

本申请可以允许以小于100ns的短上升时间和短下降时间为特征的脉冲电压波形来操作dbd反应器，具体地，大型dbd反应器。与在慢速ac电压下进行的操作相比较，把电能转化为活性物类对于反应器的脉冲操作的效率可能更高。所呈现的反应器几何结构的布局可以很容易地缩放到不同大小的等离子体反应器(例如，通过简单改变反应器的长度)，以生成相应应用所需的预定量的活性物类。

dbd反应器的几何形状可以以一个方向上的长度与电压脉冲的物理长度相当的方式来选取。这意味着，在电压脉冲的物理长度例如为2m的情况下，dbd反应器的长度也可以为2m。脉冲长度和反应器长度还可以存在其他关系。脉冲长度例如也可以是反应器长度的两倍。

相应地，还可以确定dbd反应器的特定直径或横截面。直径或横截面较大会影响可处理气体的量以及特征阻抗。

在本申请的第一实施例中，公开了一种用于介质阻挡放电(dbd)系统的等离子体反应器。等离子体反应器可以包括一个或多个等离子体反应器模块，其中一个或多个等离子体模块被配置作为传输线。这意味着，模块具有特征阻抗。进一步地，馈入一个或多个反应器模块的第一端的电压脉冲的上升时间和/或下降时间的持续时间短于电压脉冲从一个或多个反应器模块的第一端到一个或多个反应器模块的第二端的运行时间。

所公开的等离子体反应器中的等离子体反应器模块可以被配置为电连接到串联连接以提供可扩展等离子体反应器。这意味着，可以连接两个或更多个这样的等离子体反应器模块，或关于另一表达方式，可以连接两个或更多个等离子体反应器元件。该连接可以为串联连接或并联连接。

反应器的长度l可以由相应应用的要求来确定。应用的要求例如可以为活性物类的浓度和量以及所需的总气流。可以优选地选取脉冲持续时间tpulse和脉冲的上升时间trise，使得10l＞vpulsetpulse＞1l和vpulsetrise<1l。vpulse是脉冲的速度。这种考虑可适用于整个反应器长度或单个反应器元件的长度。等离子体反应器可以至少包括一个模块。vpulse是电压脉冲在dbd反应器中的传播速度。更进一步地，c′和l′是每单位长度的dbd反应器的电容和电感。这些值需要确定电缆210的特征阻抗。

在如图1中所示的同心布置的简化情况下，c′由等式c′＝2π∈0[1/∈log(ro/rd)+log(rd/ri)]^-1确定，并且l′由等式l′＝μ0/2πlog(ro/ri).确定。

其中∈0为真空磁导率(vacuumpermeability)，∈为介质的相对介质常数，ri为内电极的半径(同轴布置中的内芯电极)，rd为介质的内半径，并且ro为介质的外半径和外电极的外半径。

等离子体反应器的尺寸(电极之间的距离、介质的厚度、放电间隙)可以优选地以以下方式选取：反应器的波阻抗可能等于连接电缆210的波阻抗或可以优选地在范围0.5*zcable<zreactor<2*zcable之内。

图1中描画了这种dbd反应器的一种优选实现。内电极140、介质120和外电极130可以以同轴方式布置。然而，该应用不限于这种同轴布置。本申请还可以涵盖其中反应器模块具有预定特征阻抗但并非同轴的备选解决方案。

反应器模块的第一端处的特征阻抗可以与反应器模块的第二侧处的特征阻抗不同。这同样适用于连接电缆。可以实现不同特征阻抗之间的匹配。

放电间隙(等离子体在操作期间被生成在其中)可以布置在电极120、140中的一个电极与介质120之间。

在图1的实施例中，介质120布置在外电极130的内表面上。间隙布置在内电极140的外表面与介质120之间。

介质120还可以布置在内电极140的外表面上(图1中未示出)，以使间隙可以位于介质120与外电极130的内表面之间。流体(优选地，气体)可以在间隙中流动。

可以以以下方式选取反应器的径向尺寸：波阻抗接近或等于可以连接反应器元件的电缆210的波阻抗。作为非限制性示例，对于值∈＝4、ri＝0.5mm、rd＝1mm和ro＝2mm，电缆210的波阻抗导致其接近75ω，即，市售电缆中的特征阻抗的公知值。

因为dbd等离子体反应器元件或模块的波阻抗可以与连接电缆210的波阻抗相匹配，所以使电缆210与反应器元件之间的连接点处的反射最小。

因此，通过该途径，非常高效地使用形式为放电脉冲的、从高压脉冲生成器240馈入反应器的能量。减轻了脉冲在反应器元件或反应器模块与连接电缆210之间的连接点处的反射。

在所讨论的情况下，反应器的波阻抗与来自脉冲电压源的连接电缆(传输线)的阻抗相匹配。附加地，可以使用标准阻抗匹配技术(如λ/4或λ/12(bramham)匹配)。

例如，“十二波bramham变压器”可能是比更知名的四分之一波变压器更便利的备选方案。对于四分之一波变压器，通过使用特征阻抗的四分之一波传输线来匹配两个阻抗z1和z2。这工作良好，但可能需要非标准特征阻抗。例如，为了使50欧姆负载与75欧姆电缆相匹配，四分之一波变压器需要特征阻抗为61.2欧姆的一定长度的电缆。

对于十二波变压器，两个长度的电缆串联使用，每个长度的电缆在电气上接近一个十二波长，但是，特征阻抗等于正在匹配的两个阻抗z1和z2。

此外，还可以使用传输线变压器、磁链变压器或短截线(stubs)，以便通过简单插入相应匹配将功率从连接电缆完全传输到反应器。

所描述的方法允许在一定范围内改变连接电路的阻抗。一般而言，然后，等离子体反应器必须被配置为匹配(参见上述阻抗的条件)该阻抗，即，该等离子体反应器必须被配置为使得实现预定的特征阻抗。

更进一步地，反应器可以使用高阻抗(开放端)终止，并且正在沿着反应器行进的电压脉冲在其端部被反射，从而提供将线上的电压基本加倍的可能性。

本申请的另一实施例可以公开一种根据本申请的一个或多个实施例的等离子体反应器，其中一个或多个等离子体反应器模块或元件中的每个等离子体反应器模块或元件可以具有特定的预定长度。

等离子体反应器模块或反应器元件中的每个等离子体反应器模块或反应器元件的长度可能不同。这可能取决于必须生成的物类种类。在这方面，可以以优化方式针对特定需求对根据本申请的由等离子体反应器元件组成的等离子体反应器进行调整。

在等离子体反应器模块之中，等离子体反应器模块100的特征阻抗可以优选地相同，但是它们的长度可能不必相同。换言之，等离子体反应器可以由n个等离子体反应器模块或元件组成，其中每个模块100优选地具有相同的特征阻抗，但是等离子体反应器模块中的每个等离子体反应器模块具有不同的长度。

因为反应器的波阻抗与电缆210的波阻抗匹配，所以使电缆210与反应器之间的接口处的反射最小。

这可能具有以下优点(其并非必需)：脉冲生成器240递送的输出电压直接高到足以点燃等离子体。运行到反应器的端部的脉冲和所反射的脉冲叠加到脉冲高度上，该脉冲高度基本上为电压脉冲源原始生成的脉冲高度的两倍。当脉冲(运行中脉冲和所反射的脉冲)叠加时，电缆上产生的电压加倍。

在另一实施例中，电缆可以连接在dbd反应器的端部，并且电缆在其端部短路。这可能导致负脉冲的反射。因此，对于每个生成的脉冲，反应器可能会看到极性相反的两个脉冲。

换句话说，在连接到反应器的端部的电缆的端部处使用短路会从单极电源产生双极脉冲。通过反应器传播的正脉冲可以跟随有从反应器的端部运行到入口的负脉冲。因此，需要更少的开关。可以通过不同极性的后续放电从一个起始脉冲生成物类。

由于电极与介质之间的间隙中的放电，所以电脉冲在沿着等离子体反应器的长度行进时会发生改变(退化)(形状、长度和电压可能发生改变)。为了抵消这种改变并且提高效率，几何形状(例如，介质层的厚度)可以优选地连续改变以针对改变的脉冲进行调整。如果例如冷却需要朝向反应器的端部的较少放电，则这种改变也可能会有所帮助。在该区域中，气体已经升温，这可能会对活性物类的生成产生负面影响。标准磁性压缩也可以用于影响高压脉冲。

本申请的另一实施例可以公开了一种根据本申请的一个或多个实施例的等离子体反应器，其中等离子体反应器模块100中的一个或多个等离子体反应器模块被配置为能够通过一端连接到脉冲生成器240。图2公开了反应器模块220，该反应器模块220通过电缆210连接到脉冲电压源240。

电路如图2中所示。来自具有快速上升时间和快速下降时间的脉冲电压源的脉冲电压馈送到具有限定波阻抗(通常为50ω或75ω)的电缆210中。电缆210的输出直接连接到反应器的一侧，并且另一侧以高阻抗电终止或保持开路。

在该布置中，在图2中，dbd反应器可以仅包括一个模块220。更多个反应器模块220可以通过附加电缆210(优选地，具有预定特征阻抗的同轴电缆)串联切换。电缆210和dbd反应器220可以优选地具有相同特征阻抗，以便避免电压脉冲在反应器模块与电缆之间的连接点上的反射。

等离子体反应器模块的长度l可以是其中例如作为高压脉冲馈入反应器的能量与例如气体之间发生反应以生成活化物类的长度。

这样的物类可以是例如但不限于臭氧(o3)、氮氧化物(nox)或具有杀生物剂特点的其他物类，以净化例如压载水。

可以选取操作电压，使得用于放电的点火电压介于所施加的电压与所施加的电压的两倍之间。放电仅由所反射的脉冲点燃，并且当在脉冲中耦合时，不会出现由放电所导致的阻抗改变引起的非期望反射。

为了使活性物类的生产最大，dbd优选在整个放电体积(气体反应长度)中点燃。因此，脉冲长度lpulse＝vpulsetpulse应当优选地至少是反应器的两倍长。换句话说，如果例如反应器长10m，则脉冲长度应当优选地与20m相对应。

点燃所提供的放电通过电压足够高的电压脉冲来实现。在等离子体反应器的端部处反射的电压脉冲可能以端部出现通过反射而倍增电压的方式反射。可替代地，(来自脉冲生成器240的)传入脉冲可能已经足以生成/点燃放电。

可以公开一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中等离子体反应器模块100、210、220的串联连接中的等离子体反应器模块100的单个长度(其还可以被称为“元件长度”)的总和可以限定等离子体反应器的总长度。等离子体反应器的反应长度是其中等离子体反应器中发生化学反应的长度。优选地，等离子体反应器的反应长度可以由总长度限定，该总长度可以是串联切换的所有反应器元件或模块的长度的总和。

每个单个等离子体反应器模块或反应器元件可以限定其自己的反应长度，所有这些单个反应长度的总和可以限定等离子体反应器的总反应长度。图4b示出了通过同轴电缆420耦合的两个反应器模块。

在该附图中，两个反应器模块基本平行布置，这应当仅用作一种示例性布置。每个模块都有自己的反应长度，但由于布置是一种“折叠”布置，所以反应器的总几何长度可能小于展开长度。换句话说，在反应长度上没有妥协或很少妥协的情况下，这种布置可以允许紧凑的直接阻挡放电反应器尺寸。

具体地，图4b可以附加地公开了一种同心电极布置，其中110可以是dbd反应器的内电极或第一电极，并且130可以是第二电极或外电极。其他变型也是可能的，例如，扁平电极。在这方面，与同轴电缆210串联电连接的、并联布置的进气轴向流动的多个较小反应器是可能的。

等离子体反应器模块还可以以电并联方式布置。这可以相应改变输入阻抗。从电气角度来看，两个或更多个反应器模块或反应器元件的输入阻抗可以由此形成并联电路。这可能对于匹配连接电缆的输出阻抗很重要。

根据本申请的一个或多个方面的本申请的另一实施例可以公开一种等离子体反应器，其中该等离子体反应器的物理(几何)长度短于串联连接的所有等离子体反应器模块的长度的总和。

换言之，如果多个等离子体反应器元件或模块堆叠或折叠，则等离子体反应器长度可以是能够短于总长度的反应器的物理长度。这可以使得已知类型的通常很长的反应器能够在几何上构建的更短，从而具有基本相同或非常相似的气体过渡或反应器长度。这样，用于dbd系统的在几何上短的等离子体反应器可以具有与正常长构建的反应器相似的用于产生活性物类的特点。

一般而言，总长度l(元件的长度的总和)通过应用的要求(例如，要生成的活性物类的量)来确定；然后，可以选取电信号的脉冲持续时间t以匹配反应器长度，以使该脉冲持续时间t为t＝2*l/vpulse或20*l/vpulse>t>0.5*l/vpulse，其中vpulse是反应器中的电脉冲的传播速度。

在另一实施例中，根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器公开了一个或多个等离子体反应器模块中的至少一个等离子体反应器模块可以优选地具有与脉冲生成器240相同的特征阻抗。这可以使得，来自脉冲生成器240的能量不会从等离子体反应器或等离子体反应器模块反射回来，而是完全馈入等离子体反应器。

在一个备选实施例中，脉冲生成器240可能不必与电缆/反应器阻抗相匹配。

另一实施例公开了一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中提供串联连接的等离子体反应器模块之间的电连接由电缆210(线)制成，电缆210的特征阻抗与等离子体反应器模块的特征阻抗基本相同或非常相似。

电缆210(线)还可以用于将dbd反应器的一侧连接到电压脉冲源。zcable是电缆的波阻抗。zcable通常在1ω到1000ω的范围内，具体地，可以是zcable＝50ω、zcable＝75ω或zcable＝95ω。还有可能的是，脉冲生成器240的输出阻抗是线路(电缆)阻抗的两倍，以及脉冲生成器240的输出处的0欧姆阻抗或接近0欧姆的阻抗。

在另一实施例中，可以公开一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中等离子体反应器模块100和电缆210、420的电气结构与波导相对应。在又一实施例中，一个或多个等离子体反应器模块的几何尺寸的值被配置为使得获得反应器模块或元件中的每个反应器模块或元件的预定特征阻抗。

在另一实施例中，公开了一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中波导结构为同轴结构。图1示出了根据本申请的等离子体反应器模块的同轴结构。

取代柱形同心布置(如同轴布置)，细长矩形束或电极的其他布置(例如，板刀(plate-knife))也是可能的，即，它们通常是进入传播方向的二维形状的挤压件。

在又一实施例中，公开了一种根据先前申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中等离子体反应器模块100或等离子体反应器的特征阻抗可以取决于来自以下组的一项或多项的值：径向尺寸、介质、间隙大小。径向尺寸、介质厚度、间隙大小被选取为使得所得特征阻抗可以匹配连接等离子体反应器模块的电缆的特征阻抗。

在另一实施例中，根据一个或多个方面的等离子体反应器公开了一个或多个等离子体反应器模块可以具有气体过渡长度。气体过渡长度是布置在等离子体反应器模块的第一侧处的流体的流入部或入口410与布置在等离子体反应器的第二侧处的流体的流出部或出口之间的长度。

换言之，气体过渡长度是馈入dbd反应器中的流体的体积元(volumeelement)行进通过dbd反应器的间隙的长度，在此期间，该流体的体积元富含活性物类。该气体过渡长度可以等于反应器或反应器模块/元件的总长度或其一部分。重要的是需要指出，如在所描绘的实施例中看到的，即使反应器的电连接通常是串联的，气流模式也可能完全不同。流体可以优选地是特定气体，如氧气(o2)、氮气(n2)、或正常空气。

正常空气例如可能由大约21％的氧气和78％的氮气组成。调整本申请的等离子体反应器的操作参数可以实现不同的活性物类(如臭氧(o3)或氮氧化物(nox))能够从正常空气中生成。这可以节省因使用纯气体(如氧气或氮气)而产生的成本，这些纯气体必须由特定附加压力气体容器供应。还可以使用来自额外容器的纯气体。

为了生成特定物类，流体(优选地，如氧气之类的气体、环境空气或氮气)馈送入等离子体反应器中的放电体积(电极与介质之间的间隙)。优选地，放电体积布置在电极与介质之间的区域(间隙)中。

在正常条件下，大于5kv的峰值电压足以点燃dbd并且产生活性物类。为了使活性物类的输出最大并且使能耗最小，根据反应器的长度选取脉冲持续时间，以使l<vpulsetpulse<10l。电压源应当供应的最大电流可能取决于电缆的电压和波阻抗。它不取决于反应器的长度(大小)。

因此，不同长度(大小)的dbd反应器可以在相同的电流下操作，并且只有脉冲持续时间必须根据反应器长度进行调整。这种解决方案的另一优点是无需匹配电路/元件来使功率源与反应器相匹配。

更进一步地，所生成的活性物类的总量由反应器长度来调整。对于本发明，反应器不一定必须沿着直线，重要的是保持波阻抗恒定。对于大型应用，必需的反应器长度可能超过100m。对于长反应器，弯曲反应器或将其分为多个分段以适配到可用空间中可能是有利的。这些分段可以通过具有基本相同阻抗的标准同轴电缆210连接而不会引起附加损耗。

在又一实施例中，公开了一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中等离子体反应器的总气体过渡长度等于等离子体反应器的总长度或等离子体反应器的总长度的一部分。一个或多个等离子体反应器模块可以具有用于第一侧与第二侧之间的流体的多于一个的流入部410和多于一个的流出部410(参见图4c)。

对于可能长达100m或更长的长dbd反应器，把总气流分为多个(较小)气流并且引导较小气流中的每个气流通过反应器的各个部分可能是有利的。因此，即使反应器分段相对于传播电压脉冲串联电连接，相应分段的气体连接也可以并联。图4a至图4c示出了一些变型。

图4a和图4c示出了根据本申请的实施例的反应器内部的气流的变型的示例，这里针对同心电极示出。不同的备选方案是可能的。图4a中的气流为基本轴向气流；图4c中的气流为基本径向气流。气流可以被认为是径向气流还是轴向气流取决于尺寸。(例如，气体/物类的流入部/流出部之间的距离、反应器的直径/半径的关系)。

更多的气体流入部/流出部可以在生成活性物类时实现更好的反应质量。更多的流出部可能是有利的，例如，如果流出部与另一流体混合并且旨在获得良好的混合质量。更多的流出部可以同时净化更多的水。脉冲特征必须对此进行调整。

然而，折叠式反应器(如上文进一步描述的)可以充当活性物类(例如，臭氧)的集中源，模块化途径还允许仅通过同轴电缆连接空间分离(可能相隔数米)的源。这可以用于一些应用中，在这些应用中，在不同位置处需要输出，然后该输出可以原位提供，而在位置之间无需很长的气体管连接(可能示例是聚合物的等离子体表面处理)。

在另一实施例中，公开了一种根据本申请的一个或多个方面的等离子体反应器，其中一个或多个等离子体反应器模块可以具有单独几何形状，并且其中等离子体反应器模块可以具有相同的阻抗。

出于某些原因可能必要的是，等离子体反应器中的一个或多个等离子体反应器模块或元件的大小可能不同，例如，以几何方式将它们适配到特定壳体中。

在特殊情况下，可能会有所帮助的是，使反应器的不同截面具有不同的几何形状(反应器模块的不同长度和横截面/直径)但具有相同的阻抗，使得由于区域中的不同放电特性，而例如产生不同的化学物质/自由基或可以优化放电的局部冷却。

在根据一个或多个方面的本申请的公开的另一实施例中，等离子体反应器还可以包括网络接口，该网络接口用于将等离子体反应器的控制元件连接到数据网络。等离子体反应器的控制元件可以可操作地连接到网络接口，以用于以下各项中的至少一项：执行从数据网络接收的命令，以及向数据网络发送设备状态信息。

在这种配置中，例如布置在船舶中用于对压载水进行消毒的、具有dbd系统的等离子体反应器可以从外部控制机构进行外部控制。根据具体需求，可能有必要相应地从外部调整生成的物类的种类和量。

在又一实施例中，可以公开一种根据一个或多个方面的等离子体反应器，其中网络接口被配置为在等离子体反应器的控制元件与数据网络之间收发数字信号/数据，其中数字信号/数据可以包括与等离子体反应器的控制元件或者反应器或网络的状态有关的操作命令和/或信息，并且还包括用于将信号转换为数字信号或处理该信号的处理单元。

总之，本申请中提出的反应器优选地被构建为优选同轴布置中的细长设备(细长电极)，该细长设备的阻抗与连接到高压电源(脉冲电压源)的电缆的阻抗基本相同或非常相似。

电缆、脉冲电压源和反应器的连接点之间发生的反射非常少，优选地，没有反射。所呈现的等离子体反应器包括单个等离子体反应器模块或等离子体反应器元件。

等离子体反应器的元件/模块的形状可能不同(例如，每个元件/模块的长度不同或直径不同)，但是等离子体反应器模块/元件的特征阻抗可能基本相同。

所呈现的反应器几何结构的布局可以缩放到不同的大小以生成适当量的活性物类。所需的活性物类的量取决于相应应用。反应器模块或元件可以经由匹配的连接电缆(优选地，传输线)串联切换。特殊变型使用反应器端部处的内部反射使电压加倍。由于反射波与来自生成器240的波叠加，这使得能够使用具有较低最大电压的脉冲生成器240。

具体地，在其他实施例中，等离子体反应器模块100、220的串联连接可以以出现“+1”或“-1”的反射因数的方式终止。

进一步地，作为一个实施例的一部分而说明或描述的特征可以用于其他实施例或与其他实施例结合使用以产生又一实施例。该描述旨在包括这样的修改和变化。

虽然上文涉及本公开的实施例，但是本公开的其他和进一步实施例在不脱离其基本范围的情况下可以设计，并且其范围由所附权利要求书确定。