CN108551715A - 介质阻挡放电等离子体空气加速流管 - Google Patents

介质阻挡放电等离子体空气加速流管 Download PDF

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Abstract

一种介质阻挡放电等离子体空气加速流管。其包括外壳、上电极片、下电极片、加速电极片、绝缘介质层、第一连接铜片、第二连接铜片和金属触点；本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管是在外壳内表面上增加数个层厚只有几毫米的介质阻挡放电等离子体激励器，在通电的状态下就可以在外壳内诱导产生具有一定速度的气流。与传统方法相比，没有叶轮、电极，也不需要额外的储气瓶等，结构简单。另外，利用介质阻挡放电等离子体激励器可以在较小尺寸的外壳内形成比较稳定的定向气流。

Description

介质阻挡放电等离子体空气加速流管
技术领域
本发明属于等离子体和空气动力学技术领域，特别是涉及一种介质阻挡放电等离子体空气加速流管。
背景技术
现阶段，如果需要人为地在管道或类似管道中形成具有一定速度的气流，主要的方法有两种：一种是利用风机，另一种是高压气源。其中风机是依靠机械能提高气体压力并排送气体的机械，广泛用于工厂、矿井、隧道、车辆、船舶和建筑物等的通风、排尘和冷却，也可以为锅炉引风等。高压气源则是预先将空气压缩在气瓶内，然后通过阀门控制送风。风机可以为大型设备、场所提供气流，高压气源则可以满足小尺寸管道的需求。但是，由于风机设备包含叶轮和电机等，整个设备的尺寸较大，并且旋转件长时间工作会产生磨损等问题。而用高压气源来持续送风需要存储大量的压缩气体，这就需要很大的气瓶。
虽然国内外关于介质阻挡放电等离子体的研究已经取得一定进展，但研究方向多在流动控制方面。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种介质阻挡放电等离子体空气加速流管。
为了达到上述目的，本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管包括外壳、上电极片、下电极片、加速电极片、绝缘介质层、第一连接铜片、第二连接铜片和金属触点；其中外壳为圆管状，一端为进气口，另一端为出气口；下电极片呈环状，多个下电极片以与外壳同心的方式等间距安装在外壳的内圆周面上；每个下电极片的一侧安装有一个呈环状的加速电极片；所有下电极片与加速电极片由两条沿外壳长度方向设置且相距180°的第二连接铜片相连接；绝缘介质层铺设在下电极片和加速电极片外侧以及外壳的内圆周面上；上电极片呈环状，绝缘介质层外表面上位于每个下电极片另一侧的部位安装有一个上电极片，多个上电极片由两条沿外壳8长度方向设置且相距180°的第一连接铜片相连接，并且第一连接铜片和第二连接铜片相距90°；由一个上电极片、一个下电极片、一个加速电极片和绝缘介质层构成一个环形介质阻挡放电等离子体激励器；四个金属触点以相距90°的方式安装在外壳的进气口处，并且分别与两条第一连接铜片和第二连接铜片的一端相连接，用于连接电源。
所述的外壳采用陶瓷、玻璃和硅橡胶在内的绝缘材料制成，直径D为25mm—35mm。
所述的第一连接铜片和第二连接铜片均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成。
所述的上电极片、下电极片和加速电极片均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成，同一个环形介质阻挡放电等离子体激励器中的上电极片和下电极片的轴向距离为零，加速电极片和下电极片的轴向距离为1mm。
所述的绝缘介质层采用多层kapton胶带或者薄膜硅橡胶制成，厚度为0.5-1.5mm。
所述的环形介质阻挡放电等离子体激励器的有效作用长度L为20—30mm。
所述的外壳与下电极片、加速电极片和绝缘介质层以及绝缘介质层与上电极片之间采用环氧树脂胶合剂进行连接。
本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管是在外壳内表面上增加数个层厚只有几毫米的介质阻挡放电等离子体激励器，在通电的状态下就可以在外壳内诱导产生具有一定速度的气流。与传统方法相比，没有叶轮、电极，也不需要额外的储气瓶等，结构简单。另外，利用介质阻挡放电等离子体激励器可以在较小尺寸的外壳内形成比较稳定的定向气流。
附图说明
图1为本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管结构平面简图；
图2为突出显示上电极片的介质阻挡放电等离子体空气加速流管的三维立体图；
图3为突出显示下电极片和加速电极片的介质阻挡放电等离子体空气加速流管的三维立体剖面图；
图4为加速流管进气端的平面简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管进行详细说明。
如图1—图4所示，本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管包括外壳8、上电极片4、下电极片5、加速电极片6、绝缘介质层7、第一连接铜片9、第二连接铜片10和金属触点11；其中外壳8为圆管状，一端为进气口1，另一端为出气口2；下电极片5呈环状，多个下电极片5以与外壳8同心的方式等间距安装在外壳8的内圆周面上；每个下电极片5的一侧安装有一个呈环状的加速电极片6；所有下电极片5与加速电极片6由两条沿外壳8长度方向设置且相距180°的第二连接铜片10相连接；绝缘介质层7铺设在下电极片5和加速电极片6外侧以及外壳8的内圆周面上；上电极片4呈环状，绝缘介质层7外表面上位于每个下电极片5另一侧的部位安装有一个上电极片4，多个上电极片4由两条沿外壳8长度方向设置且相距180°的第一连接铜片9相连接，并且第一连接铜片9和第二连接铜片10相距90°；由一个上电极片4、一个下电极片5、一个加速电极片6和绝缘介质层7构成一个环形介质阻挡放电等离子体激励器；四个金属触点11以相距90°的方式安装在外壳8的进气口1处，并且分别与两条第一连接铜片9和第二连接铜片10的一端相连接，用于连接电源。
所述的外壳8采用陶瓷、玻璃和硅橡胶在内的绝缘材料制成，直径D为25mm—35mm。
所述的第一连接铜片9和第二连接铜片10均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成。
所述的上电极片4、下电极片5和加速电极片6均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成，同一个环形介质阻挡放电等离子体激励器中的上电极片4和下电极片5的轴向距离为零，加速电极片6和下电极片5的轴向距离为1mm。
所述的绝缘介质层7采用多层kapton胶带或者薄膜硅橡胶制成，厚度为0.5-1.5mm。
所述的环形介质阻挡放电等离子体激励器的有效作用长度L为20—30mm。
所述的外壳8与下电极片5、加速电极片6和绝缘介质层7以及绝缘介质层7与上电极片4之间采用环氧树脂胶合剂进行连接。
现将本发明提供的介质阻挡放电等离子体空气加速流管的使用方法阐述如下：首先将本加速流管直接连接在普通空气管路中间，并且保证加速流管的气流方向与普通空气管路的气流方向相同。加速流管不供电时只相当于一段普通空气管路。当利用电源通过金属触点11以及第一连接铜片9和第二连接铜片10给环形介质阻挡放电等离子体激励器供电时，电源采用正弦交流电源，电压峰值为10kV左右，频率为8kHz，在高频、高压正弦交流电作用下，环形介质阻挡放电等离子体激励器的表面将产生等离子体，等离子体中的部分粒子(主要是电子)在电场的作用下将产生定向移动，由此在外壳8内诱导形成速度较为稳定的定向气流。该气流将流向普通空气管路，从而使普通空气管路中的气流加速。正弦交流电源的电压和频率决定了外壳8内诱导出的气流速度，一般来说高电压和高频率对应更高的气流速度。根据现有的研究资料，诱导产生的气流速度已经可以达到5m/s(初始状态为静止状态)。另外，易燃气体不能使用本发明提供的加速流管。

Claims (7)

1.一种介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管包括外壳(8)、上电极片(4)、下电极片(5)、加速电极片(6)、绝缘介质层(7)、第一连接铜片(9)、第二连接铜片(10)和金属触点(11)；其中外壳(8)为圆管状，一端为进气口(1)，另一端为出气口(2)；下电极片(5)呈环状，多个下电极片(5)以与外壳(8)同心的方式等间距安装在外壳(8)的内圆周面上；每个下电极片(5)的一侧安装有一个呈环状的加速电极片(6)；所有下电极片(5)与加速电极片(6)由两条沿外壳(8)长度方向设置且相距180°的第二连接铜片(10)相连接；绝缘介质层(7)铺设在下电极片(5)和加速电极片(6)外侧以及外壳(8)的内圆周面上；上电极片(4)呈环状，绝缘介质层(7)外表面上位于每个下电极片(5)另一侧的部位安装有一个上电极片(4)，多个上电极片(4)由两条沿外壳(8)长度方向设置且相距180°的第一连接铜片(9)相连接，并且第一连接铜片(9)和第二连接铜片(10)相距90°；由一个上电极片(4)、一个下电极片(5)、一个加速电极片(6)和绝缘介质层(7)构成一个环形介质阻挡放电等离子体激励器；四个金属触点(11)以相距90°的方式安装在外壳(8)的进气口(1)处，并且分别与两条第一连接铜片(9)和第二连接铜片(10)的一端相连接，用于连接电源。
2.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的外壳(8)采用陶瓷、玻璃和硅橡胶在内的绝缘材料制成，直径D为25mm—35mm。
3.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的第一连接铜片(9)和第二连接铜片(10)均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成。
4.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的上电极片(4)、下电极片(5)和加速电极片(6)均采用宽度w为2mm，厚度e为0.1mm的铜箔制成，同一个环形介质阻挡放电等离子体激励器中的上电极片(4)和下电极片(5)的轴向距离为零，加速电极片(6)和下电极片(5)的轴向距离为1mm。
5.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的绝缘介质层(7)采用多层kapton胶带或者薄膜硅橡胶制成，厚度为0.5-1.5mm。
6.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的环形介质阻挡放电等离子体激励器的有效作用长度L为20—30mm。
7.根据权利要求1所述的介质阻挡放电等离子体空气加速流管，其特技在于：所述的外壳(8)与下电极片(5)、加速电极片(6)和绝缘介质层(7)以及绝缘介质层(7)与上电极片(4)之间采用环氧树脂胶合剂进行连接。
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