专利名称：水电极介质阻挡放电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水电极介质阻挡放电装置，属于放电电极部件技术领域，尤其适用于臭氧发生器放电电极。
背景技术：
在现有技术中，介质阻挡放电是产生大气压等离子体的重要技术手段。介质阻挡放电等离子体是一种低温非平衡态等离子体，电子温度为几个到十几个电子伏特，而离子温度几乎为气体温度。这样的非平衡态低温等离子体中粒子具有很高的化学活性，可以发生化学变化，因而介质阻挡放电在臭氧合成、等离子体材料生长、表面改性及等众多领域具有广泛的应用前景。臭氧合成等已经初步实现了工业化应用，如工业应用于饮用水消毒。但目前臭氧合成器一般采用金属作电极，在高能带电粒子轰击下，放电电极温度很高。由于金属电极的使用，这样的装置无法直接对电极进行冷却，因此合成的臭氧就会在高温的电极表面分解，从而臭氧合成效率很低；此外，对传统的臭氧发生器而言，放电电流的占空比很小，产生的等离子体功率密度很低，很多电能都以无功功率浪费了。正是基于以上原因，目前在中国饮用水消毒还很少利用臭氧发生器而是采用氯气消毒。显然，改进放电装置来产生高功率密度、电极温度低的低温等离子体显然具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术缺陷提供一种利用水作为放电电极的放电装置，有效控制放电电极的温度，提高臭氧合成等等离子体化学反应效率。
本发明的目的是这样实现的这种水电极介质阻挡放电装置，其特征在于放电装置的基本结构包括对称设置的两个密闭的电介质容器，两个容器中间设置放电等离子体腔，容器内设置放电电极引线，容器内注入水作为放电电极。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的电介质容器的端面为透明平板材料，柱面为空腔圆柱或棱柱，两个容器的透明平板端面对称设置。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的电介质容器是玻璃或石英玻璃或塑料材料制作。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的电介质容器设置注水孔。
水电极介质阻挡放电装置，所述的放电等离子体腔的腔体是连接两个电介质容器端面的空腔圆柱或空腔棱柱。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的放电等离子腔体柱面是玻璃或石英玻璃或塑料材料制作。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的放电等离子体腔柱面高度为0.2-6.0mm。
所述水电极介质阻挡放电装置，所述的电介质容器内设置放电电极引线是与电介质容器柱面形状对应的闭合环路引线，高压电源的高压端和接地端分别和两个电极引线连接。
本发明提供的水电极介质阻挡放电装置技术进步效果表现在，能有效降低放电电极温度，避免了臭氧等产物与高温电极接触而分解，提高了等离子体化学反应效率，从而可以应用于高效率等离子体发生器，并且电极温度降低能使得微放电等离子体自组织成漂亮的花样，因此该装置也可以作为非线性过程的演示仪器，从而进一步拓展了等离子体技术的应用范围，并且这样的放电装置简单，易制作、好维护、使用方便、成本低。
图1是水电极介质阻挡放电装置结构示意2、3、4是几种放电等离子体腔腔体截面形状示意图1、电介质容器端面 2、电介质容器柱面 3、注水孔4、电极引线 5、水 6、放电等离子体腔 7、腔体具体实施方式
本发明图中所示水电极介质阻挡放电装置的制作方法是将平板透明电介质端面1与空心管状电介质柱面2利用硅胶密封在一起制成两个对称设置的电介质容器，通过注水小孔3将密封空间注满水，两个容器之间设置放电装等离子体腔6，高压电源的高压端和接地端分别和容器内设置的两个水电极的电极引线4连接，如图1所示。随着外加电源电压升高，放电会产生于两个水电极的平板透明电介质端面1之间。
本发明的延伸技术方案为电介质容器和放电等离子体腔的腔体7是是玻璃或石英玻璃或塑料材料制作，电介质容器和放电等离子体腔的腔体形状是圆柱或棱柱，放电等离子体腔6的长度改变通过调节电介质腔体7的柱面高度实现，一般设计腔体柱面高度为0.2-6.0mm。电介质容器内设置放电电极引线4是与电介质容器柱面形状对应的闭合环路引线，高压电源的高压端和接地端分别和两个电极引线连接。
如果放电等离子体腔具有微放电丝会自组织成漂亮的花样如四边形、六边形、条纹、超晶格、螺旋波等，根据腔体形状的不同，产生的花样也不相同。
本发明选择水电极是因为水的热容量很高，而且水的沸点是100℃，这样保证放电电极的温度不高，臭氧合成等等离子体化学反应效率比传统放电装置高很多。这种放电装置的放电电流是准连续的，占空比很大，因此可以使能量有效的偶合进入等离子体中，产生能量密度很高的等离子体。并且该装置是一种透明电极，可以用来观察微放电丝的自组织花样，可以作为一种装饰品或者非线性斑图形成的演示装置。
本发明列举的实施例旨在更进一步地阐明水电极介质阻挡放电装置的结构及实现放电的过程，而不对本发明的保护范围构成任何限制。用本发明实施例和经由本发明权利要求书均可得到水电极介质阻挡放电装置。
权利要求
1.水电极介质阻挡放电装置，其特征在于放电装置的基本结构包括对称设置的两个密闭的电介质容器，两个容器中间设置放电等离子体腔(6)，容器内设置放电电极引线(4)，容器内注入水(5)作为放电电极。
2.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的电介质容器的端面(1)为透明平板材料，柱面为空腔圆柱或棱柱(2)，两个容器的透明平板端面对称设置。
3.根据权利要求1或2所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的电介质容器是玻璃或石英玻璃或塑料材料制作。
4.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的电介质容器设置注水孔(3)。
5.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的放电等离子体腔的腔体(7)是连接两个电介质容器端面的空腔圆柱或空腔棱柱。
6.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的放电等离子体腔体(7)是玻璃或石英玻璃或塑料材料制作。
7.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的放电等离子腔体(7)柱面高度为0.2-6.0mm。
8.根据权利要求1所述水电极介质阻挡放电装置，其特征在于所述的电介质容器内设置放电电极引线(4)是与电介质容器柱面形状对应的闭合环路引线，高压电源的高压端和接地端分别和两个电极引线(4)连接。
全文摘要
本发明涉及一种水电极介质阻挡放电装置，其特征在于放电装置的基本结构包括对称设置的两个密闭的电介质容器，两个容器中间设置放电等离子体腔，容器内设置放电电极引线，容器内注入水作为放电电极。本发明能有效降低放电电极温度，避免了臭氧等产物与高温电极接触而分解，提高了等离子体化学反应效率，从而可以应用于高效率等离子体发生器，并且电极温度降低能使得微放电等离子体自组织成漂亮的花样，可以作为非线性过程的演示仪器，应用简单，易制作、好维护、使用方便、成本低。
文档编号B01J19/08GK1937881SQ20061004826
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月12日 优先权日2006年9月12日
发明者董丽芳, 李雪辰 申请人:河北大学