CN209985401U - 一种双介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变形双介质阻挡等离子体放电基本单元，该放电基本单元包括第一介质层、第二介质层、第一导电部、第二导电部以及隔垫。第一导电部和第二导电部分别被第一介质层包裹和第二介质层包裹，隔垫将第一介质层和第二介质层隔开，以形成一个固定的放电间隙。本实用新型公开的放电单元具有任意弯折性，可根据需要缠绕形成固定的等离子体放电反应器，操作简单，制造成本低廉，且具有较好的均匀放电效果。

Description

一种双介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器

技术领域

本实用新型涉及等离子体反应器领域，尤其涉及一种可用于如室内空气、工业废气、汽车尾气的一种双介质阻挡等离子体放电基本单元及反应器。

背景技术

介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，DBD）是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。它已经广泛应用于杀菌、消毒、室内空气净化、有机废气处理、臭氧制备、材料表面处理等各个领域。双介质阻挡放电是介质阻挡放电的一种形式，能够在高气压和很宽的频率范围内工作，而且在双介质阻挡放电单元结构中，介质层将电极和待处理气体隔开，使得双介质阻挡放电具有电极不受处理物质腐蚀的优点。

目前使用较多的是面-面双介质阻挡放电结构（图1），即依次为高压电极，绝缘介质层，放电间隙，绝缘介质层，接地电极。一般采用陶瓷板或者石英板作为介质层，不锈钢片作为电极材料，通过施加电高压后在绝缘介质层之间的放电间隙进行放电。然而，每个放电单元都是单独的一套高压电极，绝缘介质层，放电间隙，绝缘介质层，接地电极，如专利CN103861435B提出的放电单元，在汽车尾气处理装置的实例中一个等离子体反应器需要采用大量的放电单元，相应地需要大量的不锈钢、玻璃或者陶瓷材料，导致设备体积大，制造成本高，而且结构复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中介质阻挡等离子体反应器设备体积大、制造成本高、而且结构复杂等上述缺陷，提供一种制造成本低且能均匀放电的双介质阻挡放电基本单元及其使用方法。且该实用新型的放电单元具有任意弯折性，可根据需要缠绕形成固定的等离子体放电反应器。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种双介质阻挡等离子体放电基本单元，包括管式的第一单元件和管式的第二单元件以及设置在第一单元件和第二单元件之间的至少一个隔垫；所述第一单元件包括第一导电部和包裹在第一导电部外的第一介质层；所述第二单元件包括第二导电部和包裹在第二导电部外的第二介质层；第一单元件和第二单元件具有任意弯折性；

所述第一导电部和第二导电部分别连接高压电源高压端和接地端；

所述隔垫将第一介质层和第二介质层隔开，相邻的隔垫之间形成放电间隙；

第一介质层和第二介质层的材质为绝缘性金属氧化物、有机材料中的一种或它们其中二种或多种的复合物。

上述技术方案中，摈弃传统的面式层状的结构，采用管式的，并设置成可任意弯曲的，可以根据需要缠绕成特定形状，并通过对第一介质层和第二介质层的材质材质的选择，使得便于变形弯曲，变形弯曲度可控，并在无外力作用下，可保持在形变状态。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一单元件和第二单元件的横截面形状为圆形、多边形（包括等边多边形和不等边多边形）、菱形、三角形、半圆形、扇形、五星形、椭圆形、梯形孔以及不规则密封型形状。

进一步优选，第一单元件和第二单元件的横截面形状为圆形、等边多边形、椭圆形中的一种。这几种形状，弯曲所需要克服的应力小，更省力，而且弯曲至需要形状后，回弹力小，更利于弯曲度的保持。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一单元件和第二单元件的外径范围在0.1毫米到10厘米，比较好的外部大小范围为2毫米到20毫米。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一介质层和第二介质层的厚度范围为1微米到10厘米，较好壁厚范围为0.1毫米到2毫米。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一介质层具有沿着第一介质层长度方向间隔设置的常规区和厚度小于常规区厚度的减厚区，所述减厚区的厚度为2毫米到5毫米。作为对本实用新型所述技术方案的优选，隔垫的材质为绝缘性金属氧化物、金属氧化物以外的无机材料、有机材料或它们其中二种或多种的复合物；所述金属氧化物为氧化铈、氧化铁、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化镁或氧化镍，所述金属氧化物以外的无机材料为云母、氧化硅或玻璃，且所述有机材料为塑料或者橡胶。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，所述第一介质层和第二介质层的材质为金属氧化物与有机材料的混合物。所得到的第一介质层和第二介质层韧性更佳，弯曲性能更好。

进一步优选，所述第一介质层和第二介质层的材质为金属镁和顺丁橡胶的混合物。不仅弯曲性好，而且经久耐用。作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一导电部和第二导电部为金属棒、金属丝、导电溶液中至少一种。

进一步优选，第一导电部和第二导电部为金属丝。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一导电部和第二导电部所使用的金属棒和金属丝的材质为导电材料就可以，如金、银、铜、铝、铁及不锈钢中的至少一种。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，金属棒和金属丝的横截面与第一介质层和第二介质层保持一致，即形状为圆、多边形（包括等边多边形和不等边多边形）、菱形、三角形、半圆形、扇形、五星、椭圆、梯形以及不规则密封型形状。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一导电部和第二导电部中使用的导电溶液为酸、碱、盐溶液，如氯化钠、氯化锌、氯化镁、氯化铜、氯化铁、硝酸钠、硝酸镁，稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸，氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，第一介质层和第二介质层之间的放电间隙d≥0.1mm。

作为对本实用新型所述技术方案的优选，在使用该放电单元过程中，可以多个单元并联。

本实用新型还提供一种反应器，包含有上述的放电基本单元。

通过实施上述技术方案，本实用新型具有如下优点：本实用新型提供的放电基本单位，能够根据需要任意弯曲，便于弯曲，变形弯曲度可控，并在无外力作用下，可保持在形变状态，不仅能够满足不同需要，而且体积可控，结构简单。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明，附图中：

图1 是现有技术中面-面双介质放电结构示意图；

图2 是本实用新型中放电基本单元的结构示意图；

图3 是本实用新型中放电基本单元横截面结构示意图；

图4 是本实用新型中隔垫组装结构示意图，；

图5是本实用新型中放电基本单元盘绕而成的双介质阻挡放电反应器结构示意图；

图6 是本实用新型中放电单元缠绕而成的四边形双介质阻挡放电反应器结构示意图；

附图中，101-第一介质层，102-第二介质层，103-第一导电部，104-第二导电部，105-放电间隙，200-隔垫，201-隔垫公接头，202-隔垫母接头，300-高压单元标号，400-接地单元标号， 500-圆盘支架，501-框架。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

如图2-4 所示的双介质阻挡等离子体放电基本单元，包括第一介质层101、第二介质层102、第一导电部103、第二导电部104以及隔垫200，第一介质层101和第二介质层102采用氧化镁材质，截面为圆形，管径1mm，壁厚0.2mm，包裹在第一导电部103和第二导电部104的外部，第一导电部103和第二导电部104选取可任意弯折的铜丝，直径为0.8mm。隔垫200等间距固定于第一介质层101和第二介质层102之间，形成固定的放电间隙1mm，两端分别具有隔垫公接头401和隔垫母接头202，两者配合连接，如附图4所示。由于该放电单元整体具有任意弯折性，根据需要缠绕形成固定的圆盘支架500等离子体放电反应器，如图5所示，该反应器可置放于废气管道里，当气体经过时对其进行净化处理。

实施例二：

双介质阻挡等离子体放电基本单元，包括第一介质层101、第二介质层102、第一导电部103、第二导电部104以及隔垫200，第一介质层101和第二介质层102选取氧化锆材质，截面呈正六边形，壁厚0.5mm，横截外部大小范围在4毫米到5毫米，第一导电部103和第二导电部104选取可任意弯折的铜棒。隔垫200等间距固定于第一介质层101和第二介质层102之间，形成固定的放电间隙2mm，两端分别具有隔垫公接头401和隔垫母接头202，两者配合连接。将放电单元缠绕在四方形框架501上，形成平面网净化网，如图6所示，该净化网可以用于空气净化器，新风净化机，消毒机中。

实施例三：

双介质阻挡等离子体放电基本单元，包括第一介质层101、第二介质层102、第一导电部103、第二导电部104以及隔垫200，第一介质层101和第二介质层102截面呈三角形，壁厚0.5mm，横截外部大小范围在15毫米到20毫米，材质采用氧化镁与顺丁橡胶的混合物，顺丁橡胶2重量份，氧化镁0.5重量份。第一导电部103和第二导电部104采用导电溶液氯化钠，充满第一介质层101和第二介质层102形成的密封空间。隔垫200等间距固定于第一介质层101和第二介质层102之间，形成固定的放电间隙3mm，两端分别具有隔垫公接头401和隔垫母接头202，两者配合连接。

需要注意的是，以上举例仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，由第一单元件和第二单元件以及设置在第一单元件和第二单元件之间的至少一个隔垫；所述第一单元件包括第一导电部和包裹在第一导电部外的第一介质层；所述第二单元件包括第二导电部和包裹在第二导电部外的第二介质层；第一单元件和第二单元件具有任意弯折性；

所述第一导电部和第二导电部分别连接高压电源高压端和接地端；

所述隔垫将第一介质层和第二介质层隔开，相邻的隔垫之间形成放电间隙。

2.根据权利要求1所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，所述放电间隙d≥0.1mm。

3.根据权利要求1所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，第一单元件和第二单元件的外径范围在2毫米到20毫米。

4.根据权利要求1所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，第一介质层和第二介质层的厚度为0.1毫米到2毫米。

5.根据权利要求1所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，第一介质层和第二介质层的横截面形状为圆形、等边多边形、椭圆形中的一种。

6.根据权利要求1所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，第一导电部和第二导电部为金属棒、金属丝、导电溶液中至少一种。

7.根据权利要求6所述的双介质阻挡等离子体放电基本单元，其特征在于，第一导电部和第二导电部为金属丝。

8.一种反应器，其特征在于，具有如权利要求1-7任一项所述放电基本单元。

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