CN113207215A - 一种针尖阵列与dbd组合放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针尖阵列与DBD组合放电装置，包括外支撑件，外支撑件中安装有两组DBD电极阵列组件和一组针尖电极阵列组件，针尖电极阵列组件安装于两组DBD电极阵列组件之间，针尖电极阵列组件多个长条针尖电极，每个长条针尖电极中两个相互对称的长边侧分别成型为针尖电极侧，且每个长条针尖电极的两个针尖电极侧一一对应正对两组DBD电极阵列组件。本发明结合了电晕放电和DBD各自的优点，并改进电极的安装和拆卸方法，通过对电晕放电和DBD的结构及参数的有机组合，能适应工程应用和维护。

Description

一种针尖阵列与DBD组合放电装置

技术领域

本发明涉及等离子体放电装置领域，具体是一种针尖阵列与DBD组合放电装置。

背景技术

电晕放电和DBD是目前废气治理领域最常见的两种等离子体放电技术，其中DBD的放电密度大，相比较于电晕放电，DBD在VOCs/恶臭治理中有较大的优势，但DBD易受废气中的水汽、粉尘和黏性物质的影响，导致DBD放电不均匀以及DBD模块容易损坏；电晕放电的放电密度虽不如DBD，但电晕放电对废气中的水汽、粉尘和黏性物质不敏感，在工程应用中，特别是在恶臭治理领域有着更加广泛的应用。此外，目前的DBD电极存在安装和拆卸不便的问题，这也是工程应用中需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针尖阵列与DBD组合放电装置，以解决现有技术单一的DBD放电或电晕放电在用于废气治理时分别存在局限性的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种针尖阵列与DBD组合放电装置，包括外支撑件，外支撑件中安装有两组DBD电极阵列组件和一组针尖电极阵列组件，两组DBD电极阵列组件呈相对分布，针尖电极阵列组件安装于两组DBD电极阵列组件之间；每组DBD电极阵列组件分别包括DBD电极支撑件和安装于DBD电极支撑件中的多个DBD电极，每组DBD电极阵列组件中多个DBD电极并排排列且中心轴线相互平行；针尖电极阵列组件包括针尖电极支撑件和安装于针尖电极支撑件中的多个长条针尖电极，针尖电极阵列组件中多个长条针尖电极并排排列且相互平行，每个长条针尖电极中两个相互对称的长边侧分别成型有多个沿长边分布的锯齿针尖形成针尖电极侧，且每个长条针尖电极的两个针尖电极侧一一对应正对两组DBD电极阵列组件。

本发明外支撑件表面安装有陶瓷接线柱，电源的地与外支撑件连接以及与各个DBD电极连接，电源的输出线连接至陶瓷接线柱外侧，陶瓷接线柱内侧与各个长条针尖电极连接。

外支撑件为框型结构的模块框架，两组DBD电极阵列组件一一对应安装于模块框架的两个框口面，针尖电极阵列组件安装于模块框架内部。

本发明每组DBD电极阵列组件中的DBD电极支撑件为框型结构的DBD电极固定架，DBD电极固定架的两个对称框边作为安装框边，DBD电极固定架通过两个安装框边安装于模块框架的对应框口面；

DBD电极阵列组件中的每个DBD电极包括金属杆电极和石英管，金属杆电极的轴向两端分别固定于DBD电极固定架的两个安装框边内框壁，石英管同轴套装固定于金属杆电极外。

DBD电极固定架的两个安装框边外框壁对应于每个金属杆电极轴向端部位置分别设有安装帽，安装帽与对应位置金属杆电极的轴向端部之间通过穿过对应安装框边的连接件连接，由此实现金属杆电极轴向两端的固定。

本发明针尖电极阵列组件中长条针尖电极的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件之间垂直距离均相同，设长条针尖电极的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件的垂直距离为d，DBD电极阵列组件中石英管的壁厚为h，当4（n-1）毫米＜d≤4 n毫米时，h≥n毫米，n是大于或等于1的自然数。优选的n≤3。

针尖电极阵列组件中的针尖电极支撑件为框型结构的针尖电极固定架，针尖电极固定架的两个对称框边作为安装框边，针尖电极固定架的两个安装框边外框壁通过支撑柱与模块框架的两个对称框边内框壁一一对应连接；每个长条针尖电极的长边两端一一对应安装于针尖电极固定架的两个安装框边内框壁。

针尖电极固定架的两个安装框边内框壁对应每个长条针尖电极的长边对应端位置分别设有安装槽，每个长条针尖电极的长边两端分别嵌入至对应位置的安装槽内，由此实现长条针尖电极的安装。

本发明两组DBD电极阵列组件中DBD电极的中心轴线相互平行，针尖电极阵列组件中长条针尖电极长边平行于DBD电极的中心轴线，且长条针尖电极与每个DBD电极阵列组件中的DBD电极在空间上交错错开。

本发明除了陶瓷接线柱、石英管外，其它部件的材料，未指明的均为金属材料，优选的为不锈钢材料。

为了更好地发挥两种等离子体技术各自的长处，提高电极的安装和拆卸的便利性，本发明根据两种等离子体的放电机理和结构特点，将两者的结构及参数进行了组合，既利用了DBD放电密度大的特点，也利用了电晕放电对水汽、粉尘和黏性物质不敏感的特点，同时改进了电极的安装和拆卸方法，设计了一种新型组合式的放电装置，相比较于单一的DBD放电装置或电晕放电装置，该放电装置更加适应于在工程中的应用和维护。

因此，与现有技术相比，本发明的优点为：

1、相对于电晕放电，发明的放电装置大幅提高了放电密度；相对于DBD，发明的放电装置大幅提升了工程应用的适应性。

2、改进了电极的安装条件，电极的安装和拆卸非常方便，特别是优化了DBD电极的安装方式，即任何一根DBD电极安装和拆卸均不影响其它DBD电极的安装与拆卸，使得整个装置的可维护性得到大幅增强。

附图说明

图1是本发明整体结构正视图。

图2是本发明中DBD电极阵列组件和针尖电极阵列组件分布结构侧视图。

图3是本发明整体结构立体图。

图4是本发明针尖电极阵列组件中针尖电极支撑件局部示意图。

图5是本发明DBD电极阵列组件中DBD电极支撑件局部示意图。

图6是本发明DBD电极阵列组件中DBD电极安装结构局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明一种针尖阵列与DBD组合放电装置，包括一个外支撑件，以及两组DBD电极阵列组件2和一组针尖电极阵列组件1。

该外支撑件为竖置的框型结构的模块框架4，其中一组DBD电极阵列组件安装于模块框架4的前侧框口面，另一组DBD电极阵列组件安装于模块框架4的后侧框口面，针尖电极阵列组件2安装于模块框架4内部。由此形成两组DBD电极阵列组件2相对分布、针尖电极阵列组件1位于两组DBD电极阵列组件2之间的形态。其中：

每组DBD电极阵列组件2分别包括DBD电极支撑件和安装于DBD电极支撑件中的多个DBD电极21，DBD电极支撑件为竖置的框型结构的DBD电极固定架22，DBD电极固定架22的上、下两个相互对称的框边作为安装框边，DBD电极固定架22的每个安装框边朝向模块框架4的一侧分别成型有翻边，DBD电极固定架22的两个安装框边的翻边通过螺栓或焊接等方式固定安装于模块框架4的对应框口面。具体的，DBD电极固定架22的上侧安装框边通过对应翻边固定于模块框架4的对应框口面的上框边，DBD电极固定架22的下侧安装框边通过对应翻边固定于模块框架4的对应框口面的下框边。

如图5、图6所示，每组DBD电极阵列组件2中多个DBD电极21并排排列，且中心轴线均沿竖直方向，每个DBD电极21包括金属杆电极211和石英管213，金属杆电极211的轴向竖直，金属杆电极211为不锈钢棒或不锈钢管，也可以是其他电的良导体金属材料制成，金属杆电极211的上、下端分别固定于DBD电极固定架22的上、下两个安装框边内框壁，石英管213同轴套装固定于金属杆电极211外。

具体的，DBD电极固定架22的上侧安装框边外框壁对应于每个金属杆电极21轴向上端位置分别设有安装帽212，并且上侧安装框边对应于每个安装帽212位置分别设有通孔221，每个安装帽212与对应位置金属杆电极211的轴向上端之间通过穿过通孔221的连接件连接，由此实现金属杆电极211轴向上端的固定。金属杆电极211的轴向下端可通过相同的安装帽结构固定于下侧的安装框边，也可以采用其他方式如铆接、螺母套接等方式固定于下侧的安装框边，上述方式也都应当在本发明的保护范围内。

针尖电极阵列组件1包括针尖电极支撑件和安装于针尖电极支撑件中的多个长条针尖电极11，针尖电极支撑件为框型结构的针尖电极固定架12，针尖电极固定架12的上、下两个对称框边作为安装框边，针尖电极固定架12的两个安装框边外框壁通过陶瓷支撑柱3与模块框架4的上、下两个框边内框壁一一对应连接。

针尖电极阵列组件1中多个长条针尖电极11并排排列且相互平行，每个长条针尖电极11均为不锈钢片材料制成，也可以是其他电的良导体金属材料制成，每个长条针尖电极11的长边沿竖直方向，每个长条针尖电极11中前、后两个长边侧分别成型有多个沿长边分布的锯齿针尖111形成针尖电极侧，且每个长条针尖电极11的两个针尖电极侧一一对应正对两组DBD电极阵列组件2。每个长条针尖电极11的上、下两端分别安装于针尖电极固定架12的上、下两个安装框边内框壁。

如图4所示，具体的，针尖电极固定架12的上、下两个安装框边内框壁对应每个长条针尖电极11的长边对应端部位置分别设有安装槽121，每个长条针尖电极11的长边两端分别嵌入固定至对应位置的安装槽121内，由此实现长条针尖电极的安装。当然，长条针尖电极的安装方式还可以采用其他方式如端部焊接、螺栓固定等方式，也都应当在本发明的保护范围内。

本发明上述结构中，两组DBD电极阵列组件2中的DBD电极21的中心轴线均为竖直方向，针尖电极阵列组件1中长条针尖电极11长边同样为竖直方向，并且长条针尖电极11与每个DBD电极阵列组件2中的DBD电极21在空间上一一交错错开，使每组DBD电极阵列组件2中相邻DBD电极21之间空间露出一个长条针尖电机11。

事实上，本发明中DBD电极21和长条针尖电极11还可以是其他分布方式，例如在空间上呈相互垂直等，对应的针尖电极固定架12的安装框边与DBD电极固定架22的安装框边为不同侧方向的框边；或者还可以设计为其中一组DBD电极21与长条针尖电极11一一对应，另一组DBD电极21与长条针尖电极11呈一一交错错开。上述电极的分布方式都可以实现废气污染的放电治理，但本发明中所采用的长条针尖电极11同时与两组DBD电极阵列组件2中的DBD电极21分别交错错开的分布方式，由于可错开放电空间，因此明显具有更加良好的放电治理效果。

本发明针尖电极阵列组件1中，长条针尖电极11的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件2之间垂直距离均相同，设长条针尖电极11的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件2的垂直距离为d，DBD电极阵列组件2中石英管213的壁厚为h，当4（n-1）毫米＜d≤4 n毫米时，h≥n毫米，n是大于或等于1的自然数。优选的n≤3。即，当d≤4mm时，石英管213的壁厚h≥1mm；当d满足4mm＜d≤8mm时，石英管213的壁厚h≥2mm，依此类推。

本发明中，模块框架4表面还安装有陶瓷接线柱5，交流高压电源6的地与模块框架4本身连接以及通过DBD电极固定架22与各个DBD电极21连接，交流高压电源6的输出线连接至陶瓷接线柱5的外侧，陶瓷接线柱5的内侧通过针尖电极固定架12与各个长条针尖电极11连接。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：包括外支撑件，外支撑件中安装有两组DBD电极阵列组件和一组针尖电极阵列组件，两组DBD电极阵列组件呈相对分布，针尖电极阵列组件安装于两组DBD电极阵列组件之间；每组DBD电极阵列组件分别包括DBD电极支撑件和安装于DBD电极支撑件中的多个DBD电极，每组DBD电极阵列组件中多个DBD电极并排排列且中心轴线相互平行；针尖电极阵列组件包括针尖电极支撑件和安装于针尖电极支撑件中的多个长条针尖电极，针尖电极阵列组件中多个长条针尖电极并排排列且相互平行，每个长条针尖电极中两个相互对称的长边侧分别成型有多个沿长边分布的锯齿针尖形成针尖电极侧，且每个长条针尖电极的两个针尖电极侧一一对应正对两组DBD电极阵列组件。

2.根据权利要求1所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：所述外支撑件表面有安装陶瓷接线柱，电源的地与外支撑件连接以及与各个DBD电极连接，电源的输出线连接至陶瓷接线柱外侧，陶瓷接线柱内侧与各个长条针尖电极连接。

3.根据权利要求1所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：所述外支撑件为框型结构的模块框架，两组DBD电极阵列组件一一对应安装于模块框架的两个框口面，针尖电极阵列组件安装于模块框架内部。

4.根据权利要求4所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：每组DBD电极阵列组件中的DBD电极支撑件为框型结构的DBD电极固定架，DBD电极固定架的两个对称框边作为安装框边，DBD电极固定架通过两个安装框边安装于模块框架的对应框口面；

DBD电极阵列组件中的每个DBD电极包括金属杆电极和石英管，金属杆电极的轴向两端分别固定于DBD电极固定架的两个安装框边内框壁，石英管同轴套装固定于金属杆电极外。

5.根据权利要求5所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：所述DBD电极固定架的两个安装框边外框壁对应于每个金属杆电极轴向端部位置分别设有安装帽，安装帽与对应位置金属杆电极的轴向端部之间通过穿过对应安装框边的连接件连接，由此实现金属杆电极轴向两端的固定。

6.根据权利要求5所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：针尖电极阵列组件中长条针尖电极的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件之间垂直距离均相同，设长条针尖电极的针尖电极侧与对应方向DBD电极阵列组件的垂直距离为d，DBD电极阵列组件中石英管的壁厚为h，当4（n-1）毫米＜d≤4 n毫米时，h≥n毫米，n是大于或等于1的自然数。

7.根据权利要求4所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：针尖电极阵列组件中的针尖电极支撑件为框型结构的针尖电极固定架，针尖电极固定架的两个对称框边作为安装框边，针尖电极固定架的两个安装框边外框壁通过支撑柱与模块框架的两个对称框边内框壁一一对应连接；每个长条针尖电极的长边两端一一对应安装于针尖电极固定架的两个安装框边内框壁。

8.根据权利要求8所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：针尖电极固定架的两个安装框边内框壁对应每个长条针尖电极的长边对应端位置分别设有安装槽，每个长条针尖电极的长边两端分别嵌入至对应位置的安装槽内，由此实现长条针尖电极的安装。

9.根据权利要求1所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：两组DBD电极阵列组件中DBD电极的中心轴线相互平行，针尖电极阵列组件中长条针尖电极长边平行于DBD电极的中心轴线，且长条针尖电极与每个DBD电极阵列组件中的DBD电极在空间上交错错开。

10.根据权利要求1所述的一种针尖阵列与DBD组合放电装置，其特征在于：除了所述的陶瓷接线柱、石英管外，所述的其它部件的材料，未指明的均为金属材料。

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