CN215580950U - 一种产生光量子束的超音频高压电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电源领域，具体涉及一种超音频高压电源。一种产生光量子束的超音频高压电源，其特征在于包括单相桥式整流电路、超音频电源发生器、升压变压器、高压电路；单相桥式整流电路的输入端接交流220V电源，单相桥式整流电路的第一输出端接超音频电源发生器的第一公共连接端，单相桥式整流电路的第二输出端接超音频电源发生器的第二公共连接端；超音频电源发生器的第一输出端接升压变压器的第一输入端，超音频电源发生器的第二输出端接升压变压器的第二输入端；升压变压器的第一输出端、第二输出端与高压电路相连。本实用新型具有结构简单的特点。

Description

一种产生光量子束的超音频高压电源

技术领域

本实用新型属于电源领域，具体涉及一种超音频高压电源。

背景技术

目前有高频高压电源，如中国专利申请号：CN201922391265.X(一种电除尘用的调幅高频高压电源)、CN201821791611.2(一种直流高频高压电源)。但未见有结构简单的超音频高压电源。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种产生光量子束的超音频高压电源，具有结构简单的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种产生光量子束的超音频高压电源，其特征在于包括单相桥式整流电路、超音频电源发生器、升压变压器、高压电路；单相桥式整流电路的输入端接交流220V电源，单相桥式整流电路的第一输出端接超音频电源发生器的第一公共连接端，单相桥式整流电路的第二输出端接超音频电源发生器的第二公共连接端；超音频电源发生器的第一输出端接升压变压器的第一输入端，超音频电源发生器的第二输出端接升压变压器的第二输入端；升压变压器的第一输出端、第二输出端与高压电路相连；

所述超音频电源发生器包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一MOS场效应管、第二MOS场效应管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；第一电容的一端与第一公共连接端相连，第一电容的另一端与第二公共连接端相连；第一MOS场效应管的漏极、源极并联第一二极管、第四电容后分别对应与第一公共连接端、超音频电源发生器的第二输出端相连；第二MOS场效应管的漏极、源极并联第二二极管、第五电容后分别对应与超音频电源发生器的第二输出端、第二公共连接端相连；第二电容的一端接第一公共连接端，第二电容的另一端接音频电源发生器的第一输出端；第三电容的一端接第二公共连接端，第三电容的另一端接接音频电源发生器的第一输出端；第三二极管的正极与第四二极管的负极相连，第三二极管的负极接第一公共连接端，第四二极管的负极接第二公共连接端；

所述高压电路包括第六电容、第七电容、第五二极管、第六二极管、电阻，第六电容的一端与升压变压器的第一输出端相连，第六电容的另一端分别与第五二极管的正极、第六二极管的负极相连，升压变压器的第二输出端、第五二极管的负极均与高压电路的第二输出端相连；第六二极管的正极分别与第七电容的一端、电阻的一端相连，第七电容的另一端接高压电路的第二输出端，电阻的另一端接接高压电路的第一输出端。

本实用新型的有益效果在于：具有结构简单的特点，可用于光量子束产生装置。

附图说明

图1为本实用新型一种光量子束产生装置的结构示意图(外视图)。

图2为本实用新型一种光量子束产生装置的剖视图。

图3为本实用新型实施例1中阳极的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本实用新型实施例2中阳极的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

图7为本实用新型一种产生光量子束的超音频高压电源的电路示意图。

图中：1-超音频高压电源，2-电源线，3-稳流器，4-绝缘体，5-阳极，6-阳极支架，7-出口腔体，8-出口，9-阴极，10-进口，11-收集装置，12-收集料排出口，13-进口腔体，14-固定装置，15-出口腔，16-管孔，17-第一通孔，18-收集腔，19-第二通孔，20-外壳，21-第三通孔，22-第四通孔，23-电极尖刺，24-阳极棒体，25-阳极的上端部，26-单相桥式整流电路，27-超音频电源发生器，28-升压变压器，29-高压电路。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例1

一种产生光量子束的超音频高压电源，包括单相桥式整流电路26、超音频电源发生器27、升压变压器28、高压电路29；单相桥式整流电路26的输入端接交流220V电源(a、b)，单相桥式整流电路26的第一输出端接超音频电源发生器27的第一公共连接端A，单相桥式整流电路26的第二输出端接超音频电源发生器27的第二公共连接端B；超音频电源发生器27的第一输出端c接升压变压器28的第一输入端，超音频电源发生器27的第二输出端d接升压变压器28的第二输入端；升压变压器28的第一输出端、第二输出端与高压电路29相连；

所述超音频电源发生器27包括第一电容C₁、第二电容C₂、第三电容C₃、第四电容C₄、第五电容C₅、第一MOS场效应管VT₁、第二MOS场效应管VT₂、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、第四二极管D₄；第一电容C₁的一端(正极)与第一公共连接端A相连，第一电容C₁的另一端(负极)与第二公共连接端B相连；第一MOS场效应管VT₁的漏极、源极并联第一二极管D₁、第四电容C₄后分别对应与第一公共连接端A、超音频电源发生器27的第二输出端d相连(第一MOS场效应管VT₁的漏极、第一二极管D₁的负极接第一公共连接端A，第一MOS场效应管VT₁的源极、第一二极管D₁的正极接超音频电源发生器27的第二输出端d，第四电容C₄的一端接第一公共连接端A，第四电容C₄的另一端接超音频电源发生器27的第二输出端d)；第二MOS场效应管VT₂的漏极、源极并联第二二极管D₂、第五电容C₅后分别对应与超音频电源发生器27的第二输出端d、第二公共连接端B相连(第二MOS场效应管VT₂的漏极、第二二极管D₂的负极接超音频电源发生器27的第二输出端d，第二MOS场效应管VT₂的源极、第二二极管D₂的正极接第二公共连接端B，第五电容C₅的一端接超音频电源发生器27的第二输出端d，第五电容C₅的另一端接第二公共连接端B)；第二电容C₂的一端接第一公共连接端A，第二电容C₂的另一端接音频电源发生器27的第一输出端c；第三电容C₃的一端接第二公共连接端B，第三电容C₃的另一端接接音频电源发生器27的第一输出端c；第三二极管D₃的正极与第四二极管D₄的负极相连，第三二极管D₃的负极接第一公共连接端A，第四二极管D₄的负极接第二公共连接端B；

所述高压电路29包括第六电容C₆、第七电容C₇、第五二极管D₅、第六二极管D₆、电阻R₁，第六电容C₆的一端与升压变压器28的第一输出端相连，第六电容C₆的另一端分别与第五二极管D₅的正极、第六二极管D₆的负极相连，升压变压器28的第二输出端、第五二极管D₅的负极均与高压电路29的第二输出端h相连；第六二极管D₆的正极分别与第七电容C₇的一端、电阻R₁的一端相连，第七电容C₇的另一端接高压电路29的第二输出端h，电阻R₁的另一端接接高压电路29的第一输出端g。

逆变器采用单相桥式与LC串联谐振电路组成，利用变换驱动单相桥两组工作状，将恒定的直流电压变为30KHZ～100KHZ方波电压与LC串联谐振负载匹配形成超音频低电压，大电流电源；超音频低电压经升压变压器升压，再高压电路后变成超音频高压电源输出(输出端点g、h)。所述超音频高压电源的输出电压为0.4千伏至20千伏，频率为3000Hz-30MHz(兆赫)。

如图1、图2、图3、图4所示，一种光量子束产生装置(或称烟气处理装置)，包括电源1、绝缘体4、阳极5、阳极支架6、出口腔体7、阴极9、收集装置11、进口腔体13、外壳20；出口腔体7内为出口腔15，出口腔体7的右侧面设有出口8(为了描述方便，图2中左边为左，右边为右)，出口腔体7的上端面设有第四通孔22，出口腔体7的下端面设有第三通孔21，出口8、第四通孔22、第三通孔21均与出口腔体7的出口腔15相连通，第四通孔22位于第三通孔21的正上方(阳极5的数量为多个时，第四通孔22与第三通孔21成组的对应的多个)；

进口腔体13的右侧面设有进口10(进口腔体13内为进口腔)，进口腔体13的上端面设有第二通孔19，进口10、第二通孔19均与进口腔体13的进口腔相连通，进口腔体13的下端为开口端；进口腔体13的下端与收集装置(如：收集斗)11固定连接(进口腔体13的下端口与收集装置11的收集腔18相连通，收集装置11的下端部设有收集料排出口12，收集料排出口12处设有控制阀)；

所述阴极9位于外壳20内(所有的阴极9均位于外壳20内)，阴极9的下端由固定装置14与进口腔体13的上端固定连接(如焊接或螺栓连接)，固定装置14上设有第一通孔17，第一通孔17与进口腔体13上的第二通孔19相连通；阴极9的上端与出口腔体7的下端固定连接(如焊接或螺栓连接)；外壳20的下端部与固定装置14固定连接(如焊接或螺栓连接；本实施例的外壳20为正方形的筒状，外壳20位于出口腔体7与进口腔体13之间)，外壳20的上端部与出口腔体7的下端固定连接(如焊接或螺栓连接；所有的第一通孔17、第三通孔21均位于外壳20内，构成进口与出口之间的通道)；

阳极的上端部25与阳极支架6相连(阳极支架6可固定在出口腔体7上，也可是独立的设置在基础上)，阳极5的中下部穿过第四通孔22、第三通孔21后位于阴极9的附近(阳极5的中下部位于外壳20内；也可采用阳极5的下端部由绝缘体与固定装置14固定连接)；阳极5由绝缘体4与出口腔体7相连，绝缘体4插入第四通孔22内；阳极5的上端由电源线2与超音频高压电源1的正极相连(所述的电源线2上安装有稳流器3)，阴极9由电源线与超音频高压电源1的负极相连(图2中未画出连接的电源线)。

所述阴极9为1-100个，阳极的个数为与阴极的个数相对应的个数{本实施例采用16个阴极，外壳20的截面为方形(外壳20为正方形的筒状)；第四通孔22、第三通孔21、绝缘体4均为相对应的个数}。

所述阳极5与阴极9之间的距离为2-60cm(靠近阴极9最近的阳极5的电极尖刺与阴极9之间的距离)。

所述阳极的材料为导电材料(如金属、合金或石墨烯)。所述阴极的材料为金属(金属板)或合金。

所述阴极的形状为板式、管状(圆管、方管)或蜂窝等形状(本实施例1采用管状的阴极)。

本实施例中，所述阴极9为管状，阴极9的管孔16的上端与第三通孔21相连通，阴极9的管孔16的下端与第一通孔17相连通，阳极5的中下部穿入阴极9的管孔16内。

所述固定装置14为板状(板状的固定装置上设有用于连接的2-20个螺纹连接孔)。

所述电源线2上安装有稳流器3。进一步的，所述稳流器为可编程稳流器。

所述绝缘体(或绝缘装置)的材料为玻璃、瓷瓶、尼龙柱、硅胶、四氟乙烯绝缘柱等材料。绝缘体使其可以经受住存在于两电极之间的大的电位差。

所述外壳20由接地线接地。

所述阴极9的上端也可采用由固定装置与出口腔体7的下端固定连接。

所述阳极5由阳极棒体24和电极尖刺(放电针)23组成，阳极棒体24的上端部为用于连接的连接部(如阳极棒体24的上端部设外螺纹)，阳极棒体24的中下部设有多个电极尖刺23(所述多个电极尖刺为10-1000个；电极尖刺23可与阳极棒体24为一体结构，也可焊接连接；阳极棒体24为管状，管的直径为28mm)，多个电极尖刺23成螺旋盘升状布置在阳极棒体24上，相邻电极尖刺23之间的间距为10-50mm，螺旋距a为10-40mm(上下距高a，如图3所示)。

所述电极尖刺(放电针)23为锥状，锥度为5°-45°，电极尖刺的高度为10-30mm。

或者，所述阳极5由阳极棒体24和电极尖刺组组成，阳极棒体24的上端部为用于连接的连接部(如阳极棒体24的上端部设外螺纹)，阳极棒体24的中下部设有多个电极尖刺组(所述多个为3-30个电极尖刺组)，多个电极尖刺组沿竖向间隔布置在阳极棒体24上(平行布置)，相邻两电极尖刺组之间的间距c为10-40mm；每个电极尖刺组由多个电极尖刺23组成(所述多个电极尖刺为10-200个；电极尖刺23可与阳极棒体24为一体结构；阳极棒体24为管状，管的直径为28mm)，每个电极尖刺组内相邻电极尖刺23之间的间距b为10-50mm(如图5所示)。所述阳极的材料为石墨烯，所述阳极或称石墨烯光量子束电极棒。

本实用新型利用光电效应产生光量子，而形成可见光的粒子、电子、离子流，我们称作为光量子束。

本实用新型是利用光子的粒子性在高压量子电场产生的光电效应，形成大量可见的光量子束。光量子束击落粉尘或破坏含尘气体的分子链，使气体快速分解裂解，使水汽电离成氢离子、氧负离子而形成羟基自由基团并参与气体的反应，加速改变气体的物理及化学性质。本实用新型创新之处是通过一种光量子束产生装置产生一种均匀的超强电场而形成光子，高频光子激发阴极(金属极板)而产生大量的粒子、电子流，通过大量的电子流与含尘气体发生反应，在白天和有光线的地方都可以看到一种连续发射的蓝光、紫光等各种有色可见光并伴随着电子的呼啸声，我们把这种装置定义为一种光量子束产生装置(或称光量子的加速器)，通过高频高压电源连接光量子束的电极尖刺产生一种强电场，电极尖刺射出粒子。

使用：一种光量子束产生装置可单独使用，也可与其它环境污染处理设备一起组合使用。

1、单独使用。一种光量子束产生装置的进口10与待处理的烟气相连，一种光量子束产生装置的出口8接排出管道，打开超音频高压电源1，烟气经过阳极5与阴极9之间，高频光子激发阴极(金属极板)而产生大量的粒子、电子流，通过大量的电子流与含尘气体发生反应，击落粉尘或破坏含尘气体的分子链，使气体快速分解裂解，使水汽电离成氢离子、氧负离子而形成羟基自由基团并参与气体的反应，粉尘中的污染物落入收集装置11中，净化处理后的气体从出口8排出。

一种光量子束脱白除尘技术过程：

1)、在一种光量子束产生装置(辐射场)内，电压和电流产生辉光放电，形成高能量的光量子束；

2)、光量子束与被处理的烟气中的H₂O分子接触，H₂O分子获得能量，生成氧化性极强的自由基活性因子，同时光量子束含有的高能量可以将高分子量粉尘打碎，形成低分子量化合物；

3)、光量子束与被处理的烟气中的气溶胶PM2.5接触，使气溶胶PM2.5被浸润后，原来的固-气界面被固-液界面替代，形成扩散双电层；

4)双电层改性气溶胶PM2.5具有电动性质，在电场中发生电泳而被捕获，光量子束烟气脱白除尘技术工艺脱除湿法脱硫后烟气中的气溶胶PM2.5及部分H₂O分子，使烟气没有凝结核，不会发生“湿烟羽”现象。

5)、同时自由基迅速氧化SO₂和NOx，时间极短，被水吸收生成硫酸和硝酸，在一套设备中同时脱硫脱硝。

效果：烟气经一种光量子束产生装置(或称烟气处理装置)后排放为颗粒物排放浓度＜5mg/Nm³，SO₂排放浓度＜15mg/Nm³，NOx排放浓度＜30mg/Nm³，没有“湿烟羽”现象。本实用新型具有脱白、去除气溶胶PM2.5、脱硫、脱硝、除尘效果好的特点。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

以上对本实用新型的优选实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种产生光量子束的超音频高压电源，其特征在于包括单相桥式整流电路、超音频电源发生器、升压变压器、高压电路；单相桥式整流电路的输入端接交流220V电源，单相桥式整流电路的第一输出端接超音频电源发生器的第一公共连接端，单相桥式整流电路的第二输出端接超音频电源发生器的第二公共连接端；超音频电源发生器的第一输出端接升压变压器的第一输入端，超音频电源发生器的第二输出端接升压变压器的第二输入端；升压变压器的第一输出端、第二输出端与高压电路相连；

所述超音频电源发生器包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一MOS场效应管、第二MOS场效应管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；第一电容的一端与第一公共连接端相连，第一电容的另一端与第二公共连接端相连；第一MOS场效应管的漏极、源极并联第一二极管、第四电容后分别对应与第一公共连接端、超音频电源发生器的第二输出端相连；第二MOS场效应管的漏极、源极并联第二二极管、第五电容后分别对应与超音频电源发生器的第二输出端、第二公共连接端相连；第二电容的一端接第一公共连接端，第二电容的另一端接音频电源发生器的第一输出端；第三电容的一端接第二公共连接端，第三电容的另一端接接音频电源发生器的第一输出端；第三二极管的正极与第四二极管的负极相连，第三二极管的负极接第一公共连接端，第四二极管的负极接第二公共连接端；

所述高压电路包括第六电容、第七电容、第五二极管、第六二极管、电阻，第六电容的一端与升压变压器的第一输出端相连，第六电容的另一端分别与第五二极管的正极、第六二极管的负极相连，升压变压器的第二输出端、第五二极管的负极均与高压电路的第二输出端相连；第六二极管的正极分别与第七电容的一端、电阻的一端相连，第七电容的另一端接高压电路的第二输出端，电阻的另一端接接高压电路的第一输出端。

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