CN204168579U - 一种双介质低温等离子体发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双介质低温等离子体发生器，包括两个内部开有环形槽的堵头，降低了进气管的背压，使气体流通更流畅，同时两层石英玻璃管构成放电间隙，避免了有害气体腐蚀电极。本实用新型的一种双介质低温等离子体发生器方案如下：当气体从进气管进入堵头内时，首先充满环形槽，进而均匀地进入放电区域，提高了气体的流通性与均匀性，避免堵头内部因颗粒沉积而堵塞；放电区域位于两层石英管之间，气体流经放电区域，不直接与电极接触，避免了电极腐蚀。可广泛应用于发动机有害排放物控制领域。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及利用低温等离子体技术改善发动机有害气体排放领域。
背景技术
随着机动车数量的增加，大气污染日益严重。时至今日，各国都对机动车排放实施了更为严格的排放法规，由此许多尾气处理技术应运而生。
目前，EGR是有效地降低柴油机NOx排放的方法之一。虽然采用EGR技术，NOx排放得到了有效抑制；但由于废气占据了部分新鲜充量，进气氧含量减少，从而使PM排放量增加。
SCR系统是一种较成熟的NOx处理技术，缺点在于具有较大的体积，增加了车辆的重量，需要考虑后处理系统在整车上的布置。
DPF是目前降低柴油机PM排放比较有效而成熟的后处理技术，DPF不仅能够降低柴油机颗粒物的质量浓度，同时也能大幅度地降低颗粒物的数量浓度。DPF大规模推广应用面临的主要问题是如何实现高效再生。
从20世纪九十年代初，低温等离子技术开始应用于发动机尾气处理技术领域。例如日本电装公司和丰田研发中心合作研制了一种NTP发生器和催化反应器相结合的后处理装置。Yamamoyo等通过等离子体的氧化作用使得NO转化为NO2，再利用具有还原性的溶液使得NO2转化为N2。低温等离子技术不会影响柴油机运行性能，并具有同时转化碳烟和NOx等优势，是一项很有发展潜力的柴油机后处理技术。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种双介质低温等离子体发生器，以使发生器放电更加均匀稳定，进气更加流畅，避免发生器内部堵塞和有害气体对电极的腐蚀等问题。
为了解决以上技术问题，本实用新型在发生器铸铁堵头Ⅰ内部周向开有一道环形槽即环槽，环槽与进气口相通，使进气先形成绕流，进而充满整个发生器内部；石英玻璃内管和石英玻璃外管构成双介质阻挡放电结构形式，可避免弧光放电，保护电极，从而保证放电稳定性。采用的具体技术方案如下:
一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于包括：进气管(1)、铸铁堵头Ⅰ(2)、低压电极(3)、石英玻璃内管(4)、石英玻璃外管(5)、高压电极(6)、铸铁堵头Ⅱ(7)、排气管(8)；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)分别塞于石英玻璃外管(5)两端；
所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面中心分别开有进气口和排气口，各自的进气口的开口与排气口的开口方向相同；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面进气口、排气口分别与进气管和排气管连接，进气管的轴线与排气管的轴线平行；
进气管(1)与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口通过螺纹相连；所述低压电极(3)置于石英玻璃内管(4)内；所述低压电极(3)的两头分别从铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)中穿出；所述高压电极(6)为圆管状，紧密包裹于石英玻璃外管(5)外侧，通过引线接至高压外部电源；
所述铸铁堵头Ⅰ(2)内部周向开有环形槽,且环形槽与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口导通；所述石英玻璃外管(5)空套于石英玻璃内管(4)外且径向间隙为2mm，构成双介质阻挡放电结构。
所述石英玻璃外管的轴向长度大于所述高压电极的轴向长度。
所述高压电极(6)为康铜片。
所述石英玻璃外管(5)的壁厚为2mm，所述高压电极(6)宽度范围为100～300mm。
本实用新型的工作原理如下：有害气体进入发生器后，首先经过环槽，使得气体形成一股绕流，从而均匀充满整个发生器；有害气体进入发生器后在石英玻璃内管和石英玻璃外管之间流动，从而保护了电极，避免腐蚀。
本实用新型具有有益效果。本实用新型使排气从两层石英玻璃管之间流过，从而避免了排气与电极直接接触而造成腐蚀，使放电更加均匀稳定，能量密度在等离子体气相反应区内分布更加均匀，有利于提高对污染物的转化效率；本实用新型的有害气体进入发生器，流经环形槽，降低了进气管的背压，减少了因排气中颗粒碰壁而产生的沉积，使得气体形成绕流更均匀流畅地充满整个发生器；有效避免有害气体与直接和高低压电极接触，使得放电更加稳定，保护高低压电极不受排气污染。该装置对工业废气净化和机动车尾气处理都适用。
附图说明
图1是本实用新型的发生器轴向剖面结构示意图。
图2是本实用新型的发生器整体立体结构示意图。
图3是本实用新型的发生器局部结构剖示图。
图4是本实用新型的铸铁堵头Ⅰ内部局部结构示意图。
图1中：1.进气管；2.铸铁堵头Ⅰ；3.低压电极；4.石英玻璃内管；5.石英玻璃外管；6.高压电极；7.铸铁堵头Ⅱ；8.排气管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
本实用新型的一种双介质阻挡放电低温等离子体发生器，其轴向剖面结构和整体立体结构分别如图1和图2所示：包括进气管1、铸铁堵头Ⅰ2、低压电极3、石英玻璃内管4、石英玻璃外管5、高压电极6、铸铁堵头Ⅱ7、排气管8。发生器的局部结构如图3所示，铸铁堵头Ⅰ2内部局部结构如图4所示。
本实用新型所述的装置采用同轴式结构，铸铁堵头Ⅰ2和铸铁堵头Ⅱ7对称嵌套在石英玻璃内管4与石英玻璃外管5两头，石英玻璃内管4与石英玻璃外管5同轴，低压电极3外层紧贴石英玻璃内管4，通过引线引出后接地，高压电极6材料为康铜片，紧密包裹于石英玻璃外管5外侧，进气管1与排气管8的轴线平行且在同一平面，放电通道在石英玻璃内管4和石英玻璃外管5间的放电间隙为1～3mm中形成，这样可防止放电过程中有害气体对电极的腐蚀，保护电极的放电性能。本实用新型进气口所在铸铁堵头Ⅰ2内部开有环形槽，有害气体从进气管1进入发生器后流经环形槽，避免堵塞堵头内部通道，保证气有害体分布更均匀。
本实用新型的工作过程
本实用新型进气口所在铸铁堵头Ⅰ2内部开有环形槽，有害气体从进气管1经进气口，进入铸铁堵头Ⅰ2，然后流经环形槽，再进入石英玻璃内管4和石英玻璃外管5之间的放电区域，避免堵塞堵头内部通道，保证气有害体分布更均匀。放电区域为石英玻璃内管4和石英玻璃外管5之间，有害气体流经放电区域时不直接与电极接触，避免了电极腐蚀。有害气体经过放电区域发生反应后通过铸铁堵头Ⅱ7经排气口，从排气管8排出。
Claims (4)
1.一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于包括：进气管(1)、铸铁堵头Ⅰ(2)、低压电极(3)、石英玻璃内管(4)、石英玻璃外管(5)、高压电极(6)、铸铁堵头Ⅱ(7)、排气管(8)；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)分别塞于石英玻璃外管(5)两端；
所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面中心分别开有进气口和排气口，各自的进气口的开口与排气口的开口方向相同；所述铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)顶面进气口、排气口分别与进气管和排气管连接，进气管的轴线与排气管的轴线平行；
进气管(1)与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口通过螺纹相连；所述低压电极(3)置于石英玻璃内管(4)内；所述低压电极(3)的两头分别从铸铁堵头Ⅰ(2)和铸铁堵头Ⅱ(7)中穿出；所述高压电极(6)为圆管状，紧密包裹于石英玻璃外管(5)外侧，通过引线接至高压外部电源；
所述铸铁堵头Ⅰ(2)内部周向开有环形槽,且环形槽与铸铁堵头Ⅰ(2)顶面的进气口导通；所述石英玻璃外管(5)空套于石英玻璃内管(4)外且径向间隙为2mm，构成双介质阻挡放电结构。
2.根据权利要求1所述的一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于：所述石英玻璃外管的轴向长度大于所述高压电极的轴向长度。
3.根据权利要求1所述的一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于：所述高压电极(6)为康铜片。
4.根据权利要求1所述的一种双介质低温等离子体发生器，其特征在于：所述石英玻璃外管(5)的壁厚为2mm，所述高压电极(6)宽度范围为100～300mm。
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