CN201306203Y - 一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，包括壳体，复合高压电极(1)、石英介质(3)、蜂窝状排列的低压电极(4)和催化腔(7)，还包括壳体外侧的进气口(5)，位于催化腔底部的排气口(6)。高压电极(1)采用复合结构：导电金属棒(20)外层为石英玻璃棒(21)，下面采用螺栓(22)连接一金属圆盘(23)，导电金属棒位于金属圆盘中心。低压电极(4)由32根管状金属棒组成，径向方向与排气方向平行。本实用新型保证低温等离子体发生器在柴油机排气台架试验研究工作中安全可靠运行，提高了抗震性能，增加了排气效率，降低了柴油机的背压，确保试验的准确性。

Description

一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器

技术领域

本实用新型涉及发动机排放后处理领域，更具体地说是一种降低柴油机有害排放的低温等离子体发生器装置。

背景技术

目前，用于柴油机排放后处理领域的低温等离子体发生器结构是由高频交流电源、等效电容、高压电极、介质和低压电极组成。将高压电极接高频交流电源，低压电极接地，介质材料置于两电极之间，这样两电极间隙内沿介质表面会出现均匀、稳定的介质阻挡放电现象。介质阻挡放电方法处理柴油机有害排放需要较高的电离度、气相区内有足够的能量密度、介质材料稳定工作和装置本身抗震效果好等要求。该技术在废气处理领域日益得到广泛研究，中国专利CN200410016646.5提供一种带等离子空气净化装置的灯具，提出通过针板电极结构局部放电产生低温等离子体来净化空气，将灯具和低温等离子体空气净化装置中整合在一起，结构简单，安装方便，且具有照明、净化空气等多项功能，但是存在着放电不稳定，净化效率低等缺点。中国专利CN1126939提供一种低温等离子体发生器，通过将棒状导体***设于棒状陶瓷电介质的长度方向的贯通孔，用玻璃、无机系或有机系粘合剂将上述导体及电介质两端接合为一整体、密封构成电极，在使多个电极隔着陶瓷电介质成线接触状态下接合构成低温等离子体发生器。该装置可以在空气中和水中放电，用于净化空气、除臭等方面有较好的效果，但是在实际台架试验应用中存在抗震性能差、易碎从而导致影响正常放电等缺点。中国专利CN101219338A提供一种低温等离子体汽车尾气净化装置，适用于汽车尾气处理的低温等离子体发生器，其结构组成包括高频电源、功率放大器、变电器、控制器和放电腔，该技术采用低温等离子体处理尾气中的颗粒物、二氧化硫及碳氢化合物，可以有效降低汽车尾气中的有害污染物。但是该技术适用于汽油机为动力的汽车，而对于柴油机而言尚有待于进一步改进。

低温等离子体系中含有大量的高能电子、离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基等活性物种。在气相化学反应过程中，这些活性基团可以和CO、HC、NOx和PM等污染物发生化学反应，将之转化为无害或者低害的气体。目前设计的低温等离子体发生器多适用于静态模拟气体试验，而对于柴油机台架试验以及整成试验还存在许多不足，有待于进一步的研究。

发明内容

本实用新型要解决的问题是克服低温等离子体发生器在处理废气排放过程中发生器抗震性能差，排气背压高等不良影响。提供一种蜂窝式结构低温等离子体发生器，其特征是有壳体部，包括低温等离子体放电区、低压电极和催化腔。该种结构可以保证介质材料稳定可靠工作，放电稳定且可以有效有效抑制爬电现象，并且具有良好的抗震性能。

本实用新型所采用的技术方案是：低温等离子体放电区内包括一个复合高压电极；该复合高压电极包括一棒状金属导体，下面用螺栓连接一圆形导电金属盘制成复合高压电极，其中金属导***于圆形导电金属盘的中央。棒状金属导体外层套一石英玻璃棒，用于防止放电时候产生爬电现象以保证使用安全性。该种结构在放电过程中会产生大量活性自由基团与柴油机有害排气进行化学反应，不仅可以促进化学反应，还可以使通常条件下难以产生的化学反应得以迅速发生，增强了去除柴油机有害排放的有效性。低压极采用金属管状结构，这种结构可以起到排气作用又能提高其工作寿命；32根金属管设置为径向均匀分布在与排气方向平行的截面上，这种结构提高了抗震性能，增加了排气效率，降低了柴油机的背压，同时有效提高柴油机颗粒排放去除率达57％以上，且对于柴油机增加的燃油消耗率在5％以内。

所述的蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器，其中催化腔内置入还原型催化剂，可以有效将通过等离子体气相区内的气体转化为无害或低害气体。催化腔与壳体采用螺栓连接，这样在实际应用过程中，可以抵抗柴油机排气剧烈震动的影响，起到抗震稳定工作的效果，保证工作的可靠性和准确性。

本实用新型的有益效果是，可以保证低温等离子体发生器在柴油机排气台架试验研究工作中安全可靠运行，工作寿命较长，抗震性能好，另外还可以通过定期更换介质材料来保证低温等离子体发生器稳定的工作性能。该中结构不仅适用于静态模拟气体试验研究，也适用于实际发动机台架试验研究。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电源电路图。

图3是本实用新型的复合高压电极图

图中，1.复合高压电极；2.NTP放电气相区；3.石英介质；4.低压电极；5.进气口；6.排气口；7.催化腔；8.交流电源；9.电流表；10.电压表；11.高压高频NTP电源；12.电容分压器；13.电容a；14.电容b；15.NTP发生器；16.电容c；17.接头a；18.接头b；19.示波器；20.金属棒；21.石英玻璃棒；22.螺栓；23.金属圆盘。

具体实施方式

在图1中，本实用新型蜂窝状低温等离子体发生器通过复合高压电极1连接变压变频等离子体电源和低压极4接地来产生低温等离子体放电。图中示出，复合高压电极1外层为石英玻璃棒21，下面连不锈钢金属圆盘23，金属圆盘23置于槽状石英介质内，石英介质外是钢状外壳，这样可以为石英介质提供良好的抗震性能，石英介质可以方便更换以保证低温等离子体发生器稳定的工作性能，并使得低温等离子体发生器寿命得以提高。本实用新型采用32根管状金属棒作为低压电极，这样由进气口5进入低温等离子体发生器内的气体经过低温等离子放电气相区2后可以有效从这些管子里排出，这种蜂窝状结构可以有效降低排气阻力，提高其在柴油机排放后处理领域内的实际应用能力。排气口6上方加工一空腔结构为在降低柴油机有害排放应用过程中安放催化剂用，整体结构采用不锈钢外壳，保证了低温等离子体发生器稳定工作，也增强了低温等离子体发生器的抗震性能并使得其使用寿命得以提高。

在图2中，本实用新型为低温等离子体发生器提供电源的装置是由高压高频NTP电源11提供，它是由交流电源8和分压装置组成。放电电压波形通过电容a13和电容b14构成的电容分压器12来测量。放电空间传输的电荷通过在放电回路上串联一个1μF的电容c16间接获得。通过将泰克示波器的接头b18通道与电容c16两端连接，接头a17通道与电容分压器12中较大电容两端连接，从而获得可以测量NTP发生器放电功率的电荷-电压李萨如图形。变压变频低温等离子体电源可在0～25kV、8～20kHz范围内工作。

Claims (5)

1.一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，包括壳体，进气口(5)，排气口(6)，复合高压电极(1)、石英介质(3)、低压电极(4)和催化腔(7)，其特征在于，所述高压电极(1)采用复合结构：导电金属棒(20)外层为石英玻璃棒(21)，下面采用螺栓(22)连接一金属圆盘(23)，导电金属棒(20)位于金属圆盘中心(23)。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，其特征在于，所述催化腔(7)通过螺栓和壳体部分相连。

3.根据权利要求1所述的一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，其特征在于，所述低压电极(4)为蜂窝状排列。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，其特征在于，所述低压电极(4)由32根管状金属棒组成，径向方向与排气方向平行。

5.根据权利要求4所述的一种蜂窝状介质阻挡放电低温等离子体发生器装置，其特征在于，所述32根管状金属棒沿金属圆盘截面垂直方向均与分布。

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