CN103079330A - 低温等离子体发生器电极组件 - Google Patents

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程方
程宇宸
郭勇
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Abstract

本发明涉及一种低温等离子体发生器电极组件，该电极组件的正电极和负电极为导电金属线，且导电金属线外表面涂覆或套穿耐电气高压和耐化学腐蚀的绝缘材料以构成介质阻挡层，所述正电极与负电极之间保持相同间距，且按一定几何形状构成正、负电极对，该正、负电极对由绝缘支架装夹固定。该电极组件正、负电极对呈直线形或椭圆形或螺旋线形，正电极在电极对内侧、负电极在电极对外侧。用该电极组件制作的低温等离子体发生器具有结构装置制作简单、空间电磁辐射较小、能量转换效率较高、等离子体体积密度较大、二次产品开发应用领域较广等突出优点。

Description

低温等离子体发生器电极组件
技术领域
本发明涉及一种高频高压电极，尤其为一种低温等离子体发生器专用辉光放电电极组件。
背景技术
用介质阻挡方法生成低温等离子体是一种公知技术，其基本原理是在两个电极之间插入一个绝缘介质，用其阻挡两电极之间不能出现弧光放电而只能使其间的气体发生微丝状电流击穿，从而产生辉光放电，该辉光放电使电极间的气体充分电离，产生大量的富含高能粒子和活性基团的等离子体。
目前，国内外已有采用介质阻挡方法产生低温等离子体的放电电极结构形式基本局限在“点对点”电极、“线对面”电极以及“面对面”电极，诸如中国专利CN201210112876提出的一种新的“点对线”电极结构，该电极结构相比前述的各类电极，可以有效的提高等离子体发生密度。但上述所有电极结构均存在电极体积较大、加工工艺复杂、空间电磁辐射较大、能量转换效率较低等诸多不足，不利于在现实产品中进行普遍推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供了一种全新的“线对线”电极组件，该电极组件应用于低温等离子体发生器，可以有效的解决现有该类电极理论和上述各种电极技术方案的缺陷和不足。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是一种低温等离子体发生器电极组件，该电极组件由正、负电极和绝缘支架构成，其特征在于：所述正电极和负电极为导电金属线，且导电金属线外表面涂覆或套穿耐电气高压和耐化学腐蚀的绝缘材料以构成介质阻挡层，所述正电极与负电极之间保持相同间距且按一定几何形状构成正、负电极对，该正、负电极对由绝缘支架装夹固定。
在上述技术方案中，所述正、负电极对的电极金属导电线可以制作成直线形或椭圆形或螺旋线形，且正电极排布在正、负电极对的内侧，负电极排布在正、负电极对的外侧。
在上述技术方案中，所述正、负电极对的金属导电线外表面涂覆或套穿有氟塑料绝缘介质，或金属氧化物绝缘介质，或氧化硅绝缘介质等。
在上述技术方案中，将正、负电极之间的间隙调整均匀后，用绝缘材料支架装夹固定以构成电极组件。
本发明的优点是，等离子体发生器的电极使用了“线对线”放电方式，在正电极外表面和负电极外表面均附加了绝缘介质，故而在该两电极之间将会出现无数个微丝状放电通道形成辉光放电，激发出大面积高密度的等离子体；由于采取了双介质阻挡和外电极屏蔽，使得电极之间的辉光放电变得更加柔和，从而有效的抑制了诸如氮氧化物等有害物质的生成以及对空间的电磁辐射、对电源的电磁干扰；本发明突破了传统的介质阻挡放电电极的构造方式，使得该类电极的制造变得非常简便且成本低廉，为制造各类低温等离子体发生器产品提供了高效、低耗、安全、节材、省时的电极构造，极大地扩展了低温等离子体技术的应用领域和使用范围。
附图说明
图1是等离子体发生器直线形电极示意图。
图2是等离子体发生器椭圆形电极示意图。
图3是等离子体发生器螺旋线形电极示意图。
以上附图中，1是正电极，2是负电极，3是绝缘介质层，4为绝缘支架，5是正电极，6是负电极，7是绝缘介质层，8是绝缘支架，9是正电极，10是负电极，11是绝缘介质层，12是绝缘支架。
具体实施方式
实施例一
本实施例为一种直线形结构的低温等离子体发生器电极组件，其构造如图1所示。
本实施例正电极1和负电极2均采用普通紫铜漆包线制成，电极外表面穿套石英玻璃套管作为绝缘介质层3，装夹绝缘支架4采用聚四氟乙烯模压制成。用该电极制造的低温等离子体发生器用于空气灭菌净化设备，其一组效果远远超过四组美国Plasma-air公司的电晕等离子体发生器，而成本仅为其五分之一。
本实施例可以广泛应用于医院手术室空气灭菌净化设备。
实施例二
本实施例为一种椭圆形结构的低温等离子体发生器电极组件，其构造如图2所示。
本实施例正电极5和负电极6均采用合金钨丝制成，电极外表面绝缘介质层7为涂覆氧化铝陶瓷整体烧结制成，装夹绝缘支架8采用氧化铝陶瓷模压煅烧制成。
用本实施例电极制造的低温等离子体发生器用于家用保鲜降解器，其等离子体体积密度基本符合产品功能要求，而耗能却比诸如中国专利201210021690.X有较大的下降。
本实施例电极可应用于家庭蔬菜水果保鲜和表面农药残留降解的保鲜降解器。
实施例三
本实施例为一种螺旋形结构的低温等离子体发生器电极组件，其构造如图3所示。
本实施例的正电极9和负电极10采用不锈钢丝制作，其外表面绝缘介质层11为套穿在电极外围的高纯度聚四氟乙烯套管，装夹绝缘支架12采用氧化铝陶瓷模压煅烧制成。用该电极制造的低温等离子体发生器用于灭菌保鲜系统或消毒净化系统可以用较小的能耗产生较大的使用效果，经试验测试每1000m3的空间，一天的耗能仅为1度电左右，处理过的空间几乎不含致病细菌和有害气体及颗粒。
本实施例给出的螺旋线形电极可应用于果蔬保鲜大型冷库管道换气装备或医院病房、食品厂生产车间空间灭菌消毒装备的低温等离子体灭菌保鲜系统或消毒净化系统。

Claims (4)

1.一种低温等离子体发生器电极组件，该电极组件由正、负电极和绝缘支架构成，其特征在于：所述正电极和负电极为导电金属线，且导电金属线外表面涂覆或套穿耐电气高压和耐化学腐蚀的绝缘材料以构成介质阻挡层，所述正电极与负电极之间保持相同间距且按一定几何形状构成正、负电极对，该正、负电极对由绝缘支架装夹固定。
2.如权利要求1所述的低温等离子体发生器电极组件，其特征在于：所述正、负电极对的电极金属导电线可以制作成直线形或椭圆形或螺旋线形，且正电极排布在正、负电极对的内侧，负电极排布在正、负电极对的外侧。
3.如权利要求1或2所述的低温等离子体发生器电极组件，其特征在于：所述正、负电极对的金属导电线外表面涂覆或套穿有氟塑料绝缘介质，或金属氧化物绝缘介质，或氧化硅绝缘介质等。
4.如权利要求1或2所述的低温等离子体发生器电极组件，其特征在于：将正、负电极之间的间隙调整均匀后，用绝缘材料支架装夹固定以构成电极组件。
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