专利名称：一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器的制作方法
技术领域：
本发明属于低温等离子体技术领域，更确切地说是一种双介质阻挡放电低温等离 子体发生器。
背景技术：
介质阻挡放电(DBD)是将介质层置入放电空间的一种非平衡态气体放电。在DBD 结构中，至少有一层介质覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里；这样，当两电极间施加一定 频率(50Hz IMHz)的交流电压时，电极间的气体会被击穿形成介质阻挡放电。介质层的 绝缘性质使其表面在微观上近似为均勻分布的小“局部电容”，这使得绝缘介质具有两个作 用一是限制微放电中带电粒子的运动，即限制了电流密度的自由增长，使微放电成为一个 个短促得脉冲；二是防止局部火花放电或弧光放电，而且能够形成通常大气压强下的稳定 的气体放电。DBD等离子体可以在常压环境下进行，成本极低、适应性强，仅需交流电源就能 满足生产要求，设备简单，在气体污染物处理领域内具有潜在的 发展空间和很大的应用价 值。中国专利CN1404349提供了一种低温等离子发生器。该发生器由陶磁管，镍铬丝 绕制的阳极，铜板绕制的阴极和散热块组成，其中陶磁管采用硅酸盐材料烧制，镍铬丝绕制 的阳极装置在陶磁管内壁上，由铜板绕制的阴极贴附在陶磁管的外壁上，在铜板电极外侧 灌注耐高温散热涂料，陶磁管装置在散热块内。该种结构的等离子体发生器能量密度高，主 要用于废水及水源净化处理。中国专利CN1126939提供了一种低温等离子体发生器。该发 生器将棒状导体插入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。该种发生器可以在干燥空 气中、高湿度空气中或水中放电，主要用于除恶臭、灭菌消毒、水质净化等方面，对于高温废 气的处理方面存在不足。中国专利CN1421564提供了一种用于纤维物料表面改性的介质阻 挡放电连续处理装置。该装置由电源系统，主要包括一对可冷却的平面放电电极和置于电 极间的两个介质阻挡板组成的等离子体产生和处理器，一个气体供给系统，一个冷却剂循 环冷却系统，以及一个物料传输卷绕系统组成。利用平面电极介质阻挡放电在大气压下产 生均勻的低温等离子体，可避免极间弧光及火花放电，并有效地对纤维材料进行连续表面 改性处理。该装置主要用于材料的表面改性，不适于对有害气体污染物进行处理。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 由基体等活性物种。在气相化学反应过程中，这些活性基体可以和C0、HC、N0x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 用于工业灭菌消毒，空气净化和废水处理。对于汽车气体污染物排放来说，由于气体组分复 杂、温度较高且具有腐蚀性。因此，利用等离子体发生器处理汽车的气体污染物排放，需要 保证发生器的密封性和电极的耐腐蚀性，以确保发生器稳定工作
发明内容
本发明要解决的是有效增强等离子体的能量密度，并且避免有害气体对高压电极 造成腐蚀等问题，提供一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器，能够有效增强等离子体 气相化学反应区内电子能量密度，并且放电稳定；有害气体在两介质间流过，有效避免了与 高压电极接触从而造成腐蚀。本发明所采用的技术方案是低温等离子体放电区内高压电极外层套一石英玻璃 管，用于防止在污染物处理过程中有害气体直接和高压电极接触，在高温下对其造成腐蚀； 双介质阻挡放电结构形式可以避免弧光放电，对介质层起到保护作用，从而保证了放电的 稳定性。此外，能量均勻分布在等离子体气相反应区内，有利于提高对污染物处理的转化效 率。该种结构保证了低温等离子体发生器高效稳定工作，避免了有害气体对高压电极造成 腐蚀。本发明的具体技术方案为，包括外壳，进气口、聚四氟乙烯堵头、低压电极、高压电 极和排气口 ；外壳为圆管形石英玻璃管，两个所述聚四氟乙烯堵头塞于石英玻璃管外壳的 两端，在石英玻璃管外壳两端的管壁处分别设有进气口和排气口，进气口的轴线与排气口 的轴线平行且在同一平面，进气口的开口与排气口开口方向相反；高压电极设于石英玻璃 管外壳内的中央，高压电极的两头分别从两个聚四氟乙烯堵头中穿出；低压电极为圆管状， 包裹于石英玻璃管外壳的管壁外侧。低压电极为康铜电极，通过引线引出后接地。高压电极外层套有石英玻璃管，石英玻璃管的轴向长度大于圆管状低压电极的轴 向长度。本发明的有益效果是，双介质阻挡放电结构使得放电更加稳定，能量密度在等离 子体气相反应区内分布更加均勻，有利于提高对污染物的转化效率。此外，在处理污染物过 程中，可以有效避免有害气体直接和高压电极直接接触，保证了放电的稳定性。该种结构不 仅适用于工业废气净化，也适用于处理汽车气体污染物排放的试验研究。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的发生器轴向剖面结构示意图。图2是本发明的发生器立体示意图。图3是本发明的高压电极结构示意图。图中，1.进气口 ；2.聚四氟乙烯堵头；3.低压电极；4.石英玻璃管A ;5.石英玻璃 管Β;6·高压电极；7.排气口。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
进一步说明。本发明双介质阻挡放电低温等离子体装置通过高压电极6连接变压变频等离子 体电源和低压电极3接地来在双介质间产生低温等离子体放电。高压电极6外层套一石英 玻璃管Β5，这样可以防止在放电过程中有害气体对电极进行腐蚀，保护电极的放电性能，使 得低温等离子体发生器的工作更加稳定，并且寿命得以有效延长。本发明采用双介质阻挡 放电结构，气体由进气口 1进入低温等离子体发生器气相反应区后从排气口 7排出，这种结 构放电均勻强烈可以增强等离子体能量密度，使得气体组分可以获得足够的电子能量，从而提高气体组分的转化效率。整体结构采用采用石英玻璃管A4外壳，有利于试验过程中对介质阻挡放电形貌和放电过程进行直观观察，经济性比较好。
权利要求
一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器，其特征在于，包括外壳，进气口(1)、聚四氟乙烯堵头(2)、低压电极(3)、高压电极(6)和排气口(7)；所述外壳为圆管形石英玻璃管A(4)，两个所述聚四氟乙烯堵头(2)塞于所述石英玻璃管A(4)外壳的两端，在所述石英玻璃管A(4)两头的管壁处分别设有进气口(1)和排气口(7)，进气口(1)的轴线与排气口(7)的轴线平行且在同一平面，进气口(1)的开口与排气口(7)开口方向相反；所述高压电极(6)置于石英玻璃管A(4)内，所述高压电极(6)的两头分别从两个聚四氟乙烯堵头(2)中穿出；所述低压电极(3)为圆管状，包裹于石英玻璃管A(4)的管壁外侧，通过引线接地。
2.根据权利要求1所述的一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器，其特征在于，所 述的高压电极(6)外层套有石英玻璃管B(5)，所述石英玻璃管B(5)的轴向长度大于所述圆 管状低压电极⑶的轴向长度。
3.根据权利要求1所述的一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器，其特征在于，所 述低压电极⑶为康铜电极。
全文摘要
本发明为一种双介质阻挡放电低温等离子体装置，属于低温等离子体技术领域，包括进气口(1)，聚四氟乙烯堵头(2)、低压电极(3)、石英玻璃管A(4)、石英玻璃管B(5)、高压电极(6)和排气口(7)。高压电极(6)外层为石英玻璃管B(5)。低压电极(3)由康铜薄片组成，通过引线引出后接地。本发明的低温等离子体发生器在处理污染物气体过程中，可以有效降低气体对高压电极的腐蚀，可避免产生弧光放电从而损坏或击穿放电介质层，形成的双介质阻挡放电稳定性能好，能量密度利用率高。该装置可以在常压下稳定工作，适用于汽车有害污染物气体排放。
文档编号H05H1/24GK101835336SQ20101018001
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者李小华, 王军, 王攀, 蔡忆昔 申请人:江苏大学