CZ303615B6 - Acoustic resonator combined with electrical discharges - Google Patents
Acoustic resonator combined with electrical discharges Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303615B6 CZ303615B6 CZ20110728A CZ2011728A CZ303615B6 CZ 303615 B6 CZ303615 B6 CZ 303615B6 CZ 20110728 A CZ20110728 A CZ 20110728A CZ 2011728 A CZ2011728 A CZ 2011728A CZ 303615 B6 CZ303615 B6 CZ 303615B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- discharge chamber
- electrode
- acoustic
- discharge
- cylindrical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Předkládané řešení se týká zařízení ve kterém dochází k interakcí výkonového akustického pole s elektrickými výboji. Zařízení je určeno pro environmentální aplikace jako generace ozónu, rozklad oxidů dusíku, a dekompozice těkavých uhlovodíků.The present invention relates to a device in which the power acoustic field interacts with electrical discharges. The device is designed for environmental applications such as ozone generation, nitrogen oxide decomposition, and decomposition of volatile hydrocarbons.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Environmentální aplikace např. generace ozónu, rozklad oxidů dusíku případně dekompozice těkavých uhlovodíků jsou založeny na využití chemických reakcí. Reakční rychlosti těchto reakcí závisí na teplotě, koncentraci a míšení reakčních komponent, přítomnosti katalyzátorů a tlaku. Kromě toho lze reakční rychlosti ovlivnit ionizací komponent do reakcí vstupujících. Ionizace lze nejjednodušeji dosáhnout elektrickými výboji do kterých se komponenty/reagenty přivedou.Environmental applications such as ozone generation, decomposition of nitrogen oxides or decomposition of volatile hydrocarbons are based on the use of chemical reactions. The reaction rates of these reactions depend on the temperature, concentration and mixing of the reaction components, the presence of catalysts and pressure. In addition, the reaction rates can be influenced by ionizing the components into the incoming reactions. Ionization is most easily achieved by electrical discharges into which the components / reagents are fed.
Pro praktické aplikace je vhodné výboj provozovat v co největších objemech při dosažení maxi20 mální dodané energie, čehož lze dosáhnout použitím víceelektrodových výbojů. S tím souvisí otázka řešení termální stability výboje. K udržení vhodné teploty výboje a výbojových elektrod se často používá chlazení proudícím plynem. Chladicí plyn však ředí plyn zpracovávaný, čímž dochází k poklesu účinnosti uvedených procesů.For practical applications, it is advisable to operate the discharge in as large a volume as possible to achieve a maximum delivered energy, which can be achieved by using multiple electrode discharges. Related to this is the issue of thermal stability of the discharge. Gas cooling is often used to maintain a suitable discharge temperature and discharge electrodes. However, the cooling gas dilutes the gas being treated, thereby reducing the efficiency of the processes.
Je známé řešení podle patentu CZ 295687, kde se výkonovým ultrazvukem buzeným pístovým měničem podstatně zvyšuje generace ozónu elektrickým výbojem, který hoří mezi jehlou/tryskou a kmitající rovinou ultrazvukového měniče a dochází k částečnému chlazení a stabilizaci výboje. Podstatnou nevýhodou je nutnost použití nákladného ultrazvukového generátoru a nízká účinnost přenosu ultrazvuku z měniče do vzduchu.A solution according to patent CZ 295687 is known, where the power ultrasonic excited piston transducer substantially increases the generation of ozone by an electric discharge that burns between the needle / nozzle and the oscillating plane of the ultrasonic transducer and partially discharges and stabilizes the discharge. A major disadvantage is the need for the use of a costly ultrasonic generator and the low efficiency of ultrasonic transmission from the transducer to the air.
Pro zvětšení objemu výboje se nejčastěji používá víceelektrodové uspořádání např. soustava elektrod/jehel připojených k jedné polaritě napětí proti vodivé rovině spojené s polaritou opačnou. Nevýhodou je, že každá z elektrod/jehel musí mít svůj předřadný odpor abychom alespoň částečně vyloučili hoření výboje pouze z jedné jehly, jak by tomu bylo, kdyby všechny jehly byly na stejném potenciálu. To značně komplikuje konstrukci zařízení zejména z hlediska elektrické «^rtlnrtrt lz irt Jvizx+Ki ϊ rt 1*1 rt «Ή rt l*lrtzJíi<Vrt τ t Λ 1 Ix A /4 Μ'Ι,'ίrt Vl Λ 7Ί řf rtk Q TXéÍEVXTo increase the discharge volume, a multi-electrode arrangement is most commonly used, for example a set of electrodes / needles connected to one polarity of voltage against a conductive plane associated with the opposite polarity. The disadvantage is that each of the electrodes / needles must have their series resistance to at least partially eliminate the discharge of the discharge from only one needle, as it would be if all the needles were at the same potential. This considerably complicates the design of the device, in particular in terms of electrical power supply, Jvizx + Ki ϊ rt 1 * 1 rt Ή rt l * lrtzJíi <Bore t Λ 1 x A / 4 Μ'Ι, ίrt Vl Λ 7Ί Ί rtk Q TXéÍEVX
I JV 1UVV ^>1 1 » VUU 4X. JVUHUlii ¥ J A u J Wl UUI li *4 4 * w* — -- - y --— i. W vých odporů.I JV 1UVV ^> 1 1 »VUU 4X. JVUHUlii ¥ J A u J Wl UUI li * 4 4 * w * - - - y --— i.
Objem výboje z jedné jehly lze rozšířit vhodnou aplikací akustických vln. Je známo např. rozší40 ření výboje typu vícejehlová elektroda - rovinná elektroda, při umístění jehel do roviny kolmé k uzlu akustického tlaku v akustickém rezonátoru uvedené v patentu CZ 301 823. Toto uspořádání je tvořeno komorou realizovanou elektricky nevodivou trubicí, zdrojem akustických vln, a pohyblivým reflektorem. Ve vzdálenosti jedné čtvrtiny vlnové délky akustického vlnění (λ/4) do reflektoru, tedy v uzlu akustického tlaku, je umístěn systém elektrod pro vytvoření výbojů, sestá45 vající z uzemněné rovinné vodivé elektrody, například tvořené terčem o takovém průměru, aby se vzhledem k rozšíření výboje choval jako rovinná elektroda, a z řady jehlových elektrod od terče přibližně stejně vzdálených, které mohou být na kladném nebo na záporném potenciálu vůči elektrodě rovinné. Elektrody jsou uspořádány symetricky v řadě, v rovině kolmé k rovině uzlu akustického tlaku. Jehly jsou společně připojeny ke zdroji vysokého napětí přes jediný společný předřadný odpor. Zpracovávaný plyn je vhodné přivádět do výbojového prostoru a jímat otvorem v reflektoru. V tomto provedení popisovaná rovinná elektroda neumožňuje symetrické a vydatné zaplnění vnitřního prostoru zejména u válcových rezonátorů.The discharge volume from a single needle can be expanded by suitably applying acoustic waves. It is known, for example, to extend a multi-needle electrode-plane electrode discharge when placing the needles in a plane perpendicular to the acoustic pressure node in the acoustic resonator disclosed in CZ 301 823. This arrangement consists of a chamber realized by an electrically nonconductive tube, acoustic wave source and movable reflector. At a distance of one quarter of the wavelength of the acoustic wave (λ / 4) to the reflector, i.e. the acoustic pressure node, there is a discharge electrode system consisting of a grounded conductive electrode, for example a target with a diameter such that the discharge acted as a planar electrode, and from a series of needle electrodes approximately equidistant from the target, which may be planar at the positive or negative potential to the electrode. The electrodes are arranged symmetrically in a row, in a plane perpendicular to the plane of the sound pressure node. The needles are connected together to a high voltage source via a single common series resistor. It is advisable to feed the gas to be discharged into the discharge space and to collect it through an opening in the reflector. In this embodiment, the described planar electrode does not allow symmetrical and abundant filling of the interior space, especially in cylindrical resonators.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nedostatky odstraňuje akustický rezonátor kombinovaný s elektrickými výboji podle předkládaného uspořádání. Zařízení je tvořeno výbojovou komorou realizovanou elektricky nevodivou trubicí opatřenou vstupem a výstupem zpracovávaného plynu, uzemněnou vodivou elektrodou zaústěnou do výbojové komory a spojenou s jedním potenciálem a vícejehlovou elektrodou tvořenou soustavou jehel spojených s opačným potenciálem. Do výbojové komory je z jedné strany zaústěn zdroj akustických vlna z druhé strany posuvný reflektor, který má ve svém středu otvor pro odvod zpracovávaného plynu a který je spojen s posuvným mechanismem pro libovolné nastavení jeho polohy po celé délce komory. Střed vícejehlové elektrody je umístěn ve výbojové komoře ve vzdálenosti λ/4 od posuvného reflektoru, tedy v uzlu akustického tlaku. Všechny tyto jehly jsou elektricky vodivě připojeny přes společný odpor s vysokonapěťovým zdrojem. Podstatou nového řešení je, že výbojová komora je válcová a uzemněná vodivá elektroda je drátová elektroda elektricky spojená se zemním vodičem vně výbojové komory. Tato drátová elektroda je tvořena vodičem kruhového průřezu umístěným v ose válcové výbojové komory rezonátoru, jehož střed leží proti středu vícejehlové elektrody. Délka vodiče drátové elektrody v ose válcové výbojové komory je větší než dvojnásobek šířky vícejehlové elektrody a jeho průměr je alespoň desetkrát menší než vnitřní průměr válcové výbojové komory. To znamená, že drátová elektroda má mít co nej menší průměr, aby co nejméně ovlivňovala akustický rezonátor a vyhovovala požadavkům na proudovou hustotu vytvářenou výboji. Rovněž tak je v tomto případě vhodné, je-li délka drátové elektrody alespoň 2 krát větší než šířka vícejehlové elektrody, aby nedocházelo k ovlivnění výboje elektrickými přívody drátové elektrody.The above drawbacks are overcome by an acoustic resonator combined with electrical discharges according to the present arrangement. The device consists of a discharge chamber realized by an electrically nonconductive tube provided with inlet and outlet of the gas to be processed, a grounded conductive electrode opening into the discharge chamber and connected to one potential and a multi-needle electrode formed by a set of needles connected to the opposite potential. An acoustic wave source on the other side of the discharge chamber is provided with a sliding reflector having an opening for the discharge of the processed gas in its center and which is connected to a sliding mechanism for arbitrarily adjusting its position along the entire length of the chamber. The center of the multi-needle electrode is located in the discharge chamber at a distance of λ / 4 from the sliding reflector, that is to say in the sound pressure node. All of these needles are electrically conductively connected through a common resistor with a high voltage source. The essence of the novel solution is that the discharge chamber is cylindrical and the grounded conductive electrode is a wire electrode electrically connected to the ground conductor outside the discharge chamber. The wire electrode is formed by a circular cross-sectional conductor located in the axis of the cylindrical discharge chamber of the resonator, the center of which is opposite the center of the multi-needle electrode. The length of the wire electrode in the axis of the cylindrical discharge chamber is greater than twice the width of the multi-needle electrode and its diameter is at least ten times smaller than the inner diameter of the cylindrical discharge chamber. That is, the wire electrode should be as small as possible in diameter, in order to influence the acoustic resonator as little as possible and to meet the discharge current density requirements. Also, in this case, it is appropriate if the length of the wire electrode is at least 2 times greater than the width of the multi-needle electrode in order not to affect the discharge by the electrical leads of the wire electrode.
Ve výhodném provedení je kolem obvodu válcové komory válcového rezonátoru symetricky k rovině uzlu akustického tlaku umístěn libovolný počet dalších vícejehlových elektrod, jejichž hroty mají stejnou vzdálenost k uzemněné drátové elektrodě.In a preferred embodiment, an arbitrary number of additional multi-needle electrodes having spikes equidistant from the grounded wire electrode are disposed around the circumference of the cylindrical chamber of the cylindrical resonator symmetrically to the plane of the sound pressure node.
Mechanismus stabilizace výboje spočívá v homogenizaci prostředí výbojového prostoru akustickým polem. Podílí se na ní jak akustická výchylka, kterou jsou částice prostředí posouvány s periodou akustické vlny napříč rovině uzlu akustického tlaku, tak změny tlaku projevující se periodicky měnícím se zředěním a zhuštěním antisymetricky v obou poloprostorech položených vůči rovině uzlu, ve které se zachovává atmosférický tlak. K rozšíření výboje dochází v rovině jehel vícejehlové elektrody. Ionizované prostředí ve kterém proběhne první výboj se dostane do výbojových prostorů ostatních elektrod, výboj se rozšiřuje a dochází ke stabilizaci všech výbojů.The mechanism of stabilization of discharge is based on homogenization of the environment of the discharge space by acoustic field. It involves both the acoustic displacement by which the environmental particles move with the acoustic wave period across the plane of the sound pressure node, and the pressure changes manifested by the periodically varying dilution and densification in the antisymmetrical manner in the two halfspaces positioned relative to the node plane where atmospheric pressure is maintained. The discharge spreads in the needle plane of the multi-needle electrode. The ionized environment in which the first discharge takes place reaches the discharge spaces of the other electrodes, the discharge expands and all discharges stabilize.
Velmi výhodné je, že akustické vlnění tohoto uspořádání stabilizuje výboje tak, že hoří ze všech jehel, zároveň chladí výbojové elektrody a naředí zpracovávaný plyn.It is very advantageous that the acoustic waves of this arrangement stabilize discharges by burning from all needles, while cooling the discharge electrodes and diluting the gas to be treated.
Kombinací použití vhodně uspořádaných stojatých akustických vln v rezonátoru a elektrického výboje lze takto dosáhnout synergického jevu spojeného se stabilizací víceelektrodového výboje, který přináší nové perspektivy pro řadu výše uvedených praktických aplikací a řeší uvedené nedostatky.By combining the use of suitably arranged standing acoustic waves in the resonator and the electrical discharge, a synergistic phenomenon associated with the stabilization of a multi-electrode discharge can be achieved, which brings new perspectives for many of the above-mentioned practical applications and solves these drawbacks.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Příklad uspořádání zařízení pro stabilizaci výbojů ze záporné 3-jehlové elektrody vůči uzemněné drátové elektrodě za atmosférického tlaku v rezonátoru je schématicky naznačen na Obr. 1.An exemplary arrangement of a device for stabilizing discharges from a negative 3-needle electrode to a grounded wire electrode at atmospheric pressure in a resonator is schematically indicated in FIG. 1.
V Obr. 2a, 2b a 2c jsou ukázány snímky výbojů mezí 3-jehlovou elektrodou a drátovou elektrodou umístěnou v ose rezonátoru v závislosti na zvyšujícím se akustickém tlaku P při frekvenciIn FIG. Figures 2a, 2b and 2c show images of discharges between a 3-needle electrode and a wire electrode positioned in the axis of the resonator as a function of increasing acoustic pressure P at a frequency
500 Hz a konstantním stejnosměrném napětí ř/s - -25 kV.500 Hz and constant DC voltage ø / s - -25 kV.
Příklad uspořádání zařízení pro stabilizaci výbojů ze dvou záporných 3-jehlových elektrod vůči uzemněné drátové elektrodě za atmosférického tlaku je schématicky naznačen na Obr. 3.An exemplary arrangement of a device for stabilizing discharges from two negative 3-needle electrodes against a grounded wire electrode at atmospheric pressure is schematically indicated in FIG. 3.
V Obr. 4a, 4b a 4c jsou ukázány snímky výbojů ze dvou záporných 3-jehlovýeh elektrod a dráto5 vou elektrodou v ose rezonátoru v závislosti na zvyšujícím se akustickém tlaku P při frekvenciIn FIG. Figures 4a, 4b and 4c show shots of discharges from two negative 3-needle electrodes and a wire electrode along the resonator axis as a function of increasing acoustic pressure P at frequency
500 Hz a konstantním stejnosměrném napětí f/s = -25 kV.500 Hz and constant DC f / s = -25 kV.
Příklady uskutečnění vynálezu ioExamples
Uspořádání na Obr. 1 je tvořeno výbojovou komorou 10 realizovanou elektricky nevodivou trubicí, do které je z jedné strany zaústěn zdroj 7 akustických vln, zde elektroakustický měnič, a z druhé strany posuvný reflektor 2, který má ve svém středu otvor 1 pro odvod zpracovávaného plynu. Polohu posuvného reflektoru 2 lze libovolně nastavit pomocí posuvného mechanismu 11 po celé délce výbojové komory JO. Ve vzdálenosti λ/4 od posuvného reflektoru 2, to je v uzlu akustického tlaku, je umístěn střed drátové elektrody 3 spojené vně výbojové komory 10 se zemním potenciálem. Tato drátová elektroda 3 kolmo vybíhá z roviny uzlu akustického tlaku v ose válcové výbojové komory. Drátová elektroda 3 je tvořena vodičem kruhového průřezu umístěným v ose válcové výbojové komory 10 rezonátoru, jehož střed leží proti středu vícejehlové elektrody 4. Délka vodiče drátové elektrody 3 v ose válcové výbojové komory 10 je větší než dvojnásobek šířky vícejehlové elektrody 4 a jeho průměr je alespoň desetkrát menší než vnitřní průměr válcové výbojové komory .10. Druhá elektroda je vícejehlová elektroda 4 a je situována symetricky naproti středu drátové elektrody 3 a je tvořena řadou jehel, umístěných v rovině, která prochází osou válcové komory 10, tedy v rovině kolmé k rovině uzlu akustického tlaku. Tyto jehly jsou od drátové elektrody 3 přibližně stejně vzdálené a mohou být vůči ní na kladném nebo na záporném potenciálu, vždy ale na opačném potenciálu. Jehly jsou společné elektricky vodivě připojeny pres společný odpor 5 s vysokonapěťovým zdrojem 6. Vstup zpracovávaného plynuje tvořen přívodem 8, který je do prostoru výbojové komory 10 vyústěn pod drátovou elektrodou 3 a vícejehlovou elektrodou 4. Jinou variantou je, že jehly vícejehlové elektrody jsou duté a jsou vyústěny vně komory společným přívodem, který tvoří vstup zpracovávaného plynu. Zpracovávaný plyn je tedy vhodné přivádět do výbojového prostoru pod soustavou elektrod přívodem 8 nebo pomocí vícejehlových elektrod přívodem 9 a po zpracování jímat otvorem i v reflektoru 2.The arrangement of FIG. 1 is formed by a discharge chamber 10 realized by an electrically nonconductive tube into which on one side a source 7 of acoustic waves, here an electroacoustic transducer, is connected, and on the other side a sliding reflector 2 having a center 1 for exhausting the processed gas. The position of the sliding reflector 2 can be freely adjusted by means of the sliding mechanism 11 along the entire length of the discharge chamber 10. At the distance of λ / 4 from the sliding reflector 2, i.e. at the acoustic pressure node, is the center of the wire electrode 3 connected outside the discharge chamber 10 to the ground potential. This wire electrode 3 extends perpendicularly from the plane of the acoustic pressure node in the axis of the cylindrical discharge chamber. The wire electrode 3 is formed by a circular cross-sectional conductor located at the center of the cylindrical discharge chamber 10 of the resonator whose center lies opposite the center of the multi-needle electrode 4. The wire length of the wire electrode 3 at the axis of the cylindrical discharge chamber 10 is greater than twice 10 times smaller than the inner diameter of the cylindrical discharge chamber .10. The second electrode is a multi-needle electrode 4 and is situated symmetrically opposite the center of the wire electrode 3 and consists of a series of needles located in a plane that extends through the axis of the cylindrical chamber 10, i.e. in a plane perpendicular to the plane of the acoustic pressure node. These needles are approximately equidistant from the wire electrode 3 and may be positive or negative relative to it, but always at the opposite potential. The needles are electrically conductively connected via a common resistor 5 with a high voltage source 6. The gas inlet is formed by an inlet 8 which extends into the discharge chamber 10 below the wire electrode 3 and the multi-needle electrode 4. Another variant is that the multi-needle electrode needles are hollow. they are terminated outside the chamber by a common inlet which forms the inlet of the process gas. Thus, the gas to be treated should be fed into the discharge space below the electrode system via an inlet 8 or by means of multi-needle electrodes through an inlet 9 and, after processing, collected in the reflector 2 through an opening.
Podstata činnosti uvedeného uspořádání spočívá v tom, že elektrický výboj, vzniklý důsledkem vysokého napětí přivedeného přes společný odpor 5 ze svorky vysokonapěťového zdroje 6 L· cniKtnvp jphpl vírpjphlnvé elektrody 4 a hořící mezi ieiich hrotv a drátovou elektrodou 3, je akustickou vlnou termálně chlazen a prostředí v němž hoří je homogenizováno unášením ionizovaných částic prostředí akustickou vlnou s rychlostí, která má ve směru kolmém k rovině uzlu akustického tlaku největší velikost a v každé půl-periodě mění svůj směr ve směr opačný. Záro40 veň gradient akustického tlaku ve směru kolmém k rovině uzlu periodicky mění svou velikost a směr. Dráha výboje je tak na základě Meeksova kritéria posouvána do oblastí s nižším výsledným tlakem. Dochází tak k synergii účinků dvou fyzikálních veličin na výboj - akustické rychlosti a akustického tlaku. Zpracovávaný plyn je do prostoru výboje vpouštěn pomocí přívodu 8. Při malých průtocích je z hlediska zvýšení účinnosti působení výboje na zpracovávaný plyn výhodné realizovat vícejehlové elektrody 4 pomocí dutých jehel a zpracovávaný plyn do komory zařízení přivádět těmito jehlami pomocí společného přívodu 9. Z toho tedy plyne, že popisované zařízení může mít pro vstup plynu jak přívod 8, tak i společný přívod 9, avšak vždy se použije podle situace jen jeden z nich. Stojaté akustické poleje v prostoru výbojové komory 10 vytvořeno elektroakustickým zdrojem 7, například reproduktorem, a je vyladěno posuvným reflektoremThe principle of operation of this arrangement is that the electric discharge caused by the high voltage applied through the common resistor 5 from the terminal of the high voltage source 6 of the multi-electrode 4 and burning between its tips and the wire electrode 3 is thermally cooled by the acoustic wave. in which the burn is homogenized by entrainment of the ionized particles of the environment by an acoustic wave at a velocity which is the largest in the direction perpendicular to the plane of the sound pressure node and changes its direction in the opposite direction every half-period. In addition, the acoustic pressure gradient in the direction perpendicular to the node plane periodically changes its size and direction. The discharge path is thus shifted to areas with lower resulting pressure based on the Meeks criterion. There is a synergy of the effects of two physical quantities on the discharge - acoustic velocity and acoustic pressure. The gas to be treated is admitted to the discharge space by means of the inlet 8. At low flow rates, it is advantageous to realize the multi-needle electrodes 4 by means of hollow needles in order to increase the discharge effect on the gas to be treated. The apparatus according to claim 1, characterized in that the described device can have both an inlet 8 and a common inlet 9 for the gas inlet, but only one of them is used, depending on the situation. The standing acoustic field in the space of the discharge chamber 10 is formed by an electroacoustic source 7, for example a loudspeaker, and is tuned by a sliding reflector
2, čímž se z výbojové komory 10 stane rezonátor násobící velikosti akustických rychlostí a tlaků.2, whereby the discharge chamber 10 becomes a resonator multiplying the magnitude of the acoustic velocities and pressures.
Na Obr. 2a, 2b a 2c jsou snímky výbojů mezi zápornou vícejehlovou elektrodou 4, zde 3-jehlovou, a drátovou elektrodou 3 v ose rezonátoru v závislosti na zvyšujícím se akustickém tlaku při frekvenci 500 Hz a konstantním stejnosměrným napětí č/s = -25 kV. Na obr. 2a je situace při hodnotách P = 0 Pa, UD ~ -2,7 kV, kde P je amplituda akustického tlaku a č/D je stejnosměrnéIn FIG. 2a, 2b and 2c are images of discharges between a negative multi-needle electrode 4, here a 3-needle, and a wire electrode 3 in the resonator axis as a function of increasing acoustic pressure at 500 Hz and a constant DC voltage of / / s = -25 kV. Fig. 2a shows the situation at the values P = 0 Pa, U D ~ -2.7 kV, where P is the amplitude of the sound pressure and č / D is DC
-3CZ 303615 B6 napětí mezi víccjchlovou elektrodou 4 a drátovou elektrodou 3. Tyto hodnoty jsou na Obr. 2b P = 1210 Pa, = -4,5 kV a na Obr. 2c P - 5380 Pa, U& = -7.5 kV. Je demonstrován tvar a struktura stabilizovaného výboje v navrhovaném uspořádání bez působení akustického pole, Obr. 2a, a při zvyšujícím se akustickém tlaku. Obr. 2b, a Obr. 2c.These values are shown in Fig. 3. 2b P = 1210 Pa, = -4.5 kV and in FIG. 2c P-5380 Pa, U & = -7.5 kV. The shape and structure of the stabilized discharge in the proposed arrangement without the action of an acoustic field is demonstrated. 2a, and at increasing acoustic pressure. Giant. 2b, and FIG. 2c.
Je vidět, že bez působení akustického pole se výboj uzavírá pouze z jednoho hrotu, který má vůči společné elektrodě nejvyšší gradient elektrického pole a který brzy přechází do jiskry. Při maximálním akustickém buzení výboj hoří stabilně ze všech tří hrotů elektrody.It can be seen that without the acoustic field, the discharge closes from only one tip, which has the highest gradient of the electric field with respect to the common electrode and which soon becomes a spark. At maximum acoustic excitation, the discharge burns steadily from all three electrode tips.
ío Za účelem studia ovlivňování výboje v rezonátoru spočívajícím v interakci výboje s oscilacemi akustických výchylek a tlaku v ionizační oblasti výboje bylo vytvořeno experimentální zařízení, odpovídající schématu na Obr. 1. V tomto uspořádání byla vzdálenost mezi ocelovými jehlami vícejehlové elektrody 4 o vnějším průměru 1,2 mm a vnitřním průměru 0,8 mm a drátovou elektrodou 3 o průměru 1,6 mm a vzdálenost sousedních jehel 4 mm. Akustické pole bylo buzeno elektroakustickým měničem BMS 4591 z generátoru Agilent 33250A jehož, výkon byl znásoben pomocí zesilovače Mackie M 1400. V uzlu akustického tlaku dosahovaly akustické rychlosti amplitud kolem 10 m/s při pracovní frekvenci 500 Hz.In order to study the effect of the discharge in the resonator by the interaction of the discharge with the oscillations of the acoustic excursions and the pressure in the ionization region of the discharge, an experimental device corresponding to the scheme in FIG. In this arrangement, the distance between the steel needles of the multi-needle electrode 4 having an outer diameter of 1.2 mm and the inner diameter of 0.8 mm and the wire electrode 3 having a diameter of 1.6 mm and the distance of adjacent needles was 4 mm. The acoustic field was excited by an electroacoustic transducer BMS 4591 from an Agilent 33250A generator whose power was multiplied by a Mackie M 1400 amplifier. At the acoustic pressure node, the acoustic velocities reached amplitudes of about 10 m / s at an operating frequency of 500 Hz.
Uvedené uspořádání s drátovou elektrodou 3 v ose rezonátoru umožňuje umístit další vícejehlovéSaid arrangement with a wire electrode 3 in the axis of the resonator makes it possible to place another multi-needle
2o elektrody 4 symetricky k rovině uzlu akustického tlaku kolem obvodu rezonátoru. Hroty těchto vícejehlových elektrod 4 mají stejnou vzdálenost k drátové elektrodě 3. Příklad umístění dvou takových tří—jehlových elektrod 4 vůči drátové elektrodě 3 v ose rezonátoru je ukázán v Obr. 3, a fotografie výbojů při nulovém a zvyšujícím se akustickému tlaku na Obr. 4 a, b, c, přičemž se jedná o stejné nastavené hodnoty jako u Obr. 2a, b, c.2o of the electrode 4 symmetrically to the plane of the sound pressure node around the perimeter of the resonator. The tips of these multi-needle electrodes 4 have the same distance to the wire electrode 3. An example of the placement of two such three-needle electrodes 4 relative to the wire electrode 3 in the axis of the resonator is shown in FIG. 3, and a photograph of discharges at zero and increasing acoustic pressure in FIG. 4 a, b, c, the same set values as in FIG. 2a, b, c.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Působením stojatých akustických vln generovaných v rezonátoru na prostředí ionizované více30 kanálovým výbojem vytvořeným ve víceelektrodovém systému lze dosáhnout synergického jevu, který přináší nové perspektivy pro uplatnění v environmentálních aplikacích jako je například generace ozónu, rozklad oxidů dusíku a rozklad těkavých organických uhlovodíků.By acting on the acoustic waves generated in the resonator on a multi30 channel discharge generated in a multi-electrode system, acoustic waves generated in a multi-electrode system can provide a new perspective for application in environmental applications such as ozone generation, nitrogen oxide decomposition and volatile organic hydrocarbon decomposition.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110728A CZ2011728A3 (en) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Acoustic resonator combined with electrical discharges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110728A CZ2011728A3 (en) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Acoustic resonator combined with electrical discharges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303615B6 true CZ303615B6 (en) | 2013-01-09 |
| CZ2011728A3 CZ2011728A3 (en) | 2013-01-09 |
Family
ID=47504455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110728A CZ2011728A3 (en) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | Acoustic resonator combined with electrical discharges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2011728A3 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304836B6 (en) * | 2013-09-24 | 2014-11-26 | České vysoké učení technické v Praze - Fakulta elektrotechnická | Device with acoustically stabilized electric discharge |
| EP3113582A1 (en) | 2015-07-01 | 2017-01-04 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Stabilized and homogenized source of non-thermal plasma |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135107A (en) * | 1982-02-05 | 1983-08-11 | Inoue Japax Res Inc | Ozone generator |
| JPS63291805A (en) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Ozone generator |
| JPH07165404A (en) * | 1993-12-13 | 1995-06-27 | Daiei Eng:Kk | Ozonizer |
| RU2176366C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-11-27 | ООО НПК "Прогрессивные технологии" | Apparatus for ozonizing air |
| JP2003277023A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Vanguard:Kk | Ozonizer |
| JP2004018348A (en) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Tamachi Denki Kk | Ozone and negative ion generator |
-
2011
- 2011-11-14 CZ CZ20110728A patent/CZ2011728A3/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58135107A (en) * | 1982-02-05 | 1983-08-11 | Inoue Japax Res Inc | Ozone generator |
| JPS63291805A (en) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Ozone generator |
| JPH07165404A (en) * | 1993-12-13 | 1995-06-27 | Daiei Eng:Kk | Ozonizer |
| RU2176366C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-11-27 | ООО НПК "Прогрессивные технологии" | Apparatus for ozonizing air |
| JP2003277023A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Vanguard:Kk | Ozonizer |
| JP2004018348A (en) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Tamachi Denki Kk | Ozone and negative ion generator |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304836B6 (en) * | 2013-09-24 | 2014-11-26 | České vysoké učení technické v Praze - Fakulta elektrotechnická | Device with acoustically stabilized electric discharge |
| EP3113582A1 (en) | 2015-07-01 | 2017-01-04 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Stabilized and homogenized source of non-thermal plasma |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011728A3 (en) | 2013-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102725818B (en) | Quality analysis apparatus | |
| KR101620009B1 (en) | Plasma reactor having multiple attribute | |
| JP2012144425A (en) | Ozone-generating device | |
| JP6675709B2 (en) | Dielectric barrier discharge ionization detector | |
| JP2007510272A (en) | Improved fast ion mobility spectroscopy using an hourglass-type electrodynamic funnel and internal ion funnel | |
| US5877593A (en) | Distorted field radio frequency ion source | |
| JP2004257873A (en) | Method and apparatus for ionizing sample gas | |
| CZ303615B6 (en) | Acoustic resonator combined with electrical discharges | |
| RU2010114721A (en) | HIGH VOLTAGE INSULATOR SYSTEM AND ION ACCELERATOR SYSTEM WITH SUCH HIGH VOLTAGE INSULATOR SYSTEM | |
| CZ2009654A3 (en) | Device to stabilize discharges in multielectrode systems | |
| CN111886934A (en) | Plasma device and plasma generating method | |
| US6906469B2 (en) | Radio frequency ion source with maneuverable electrode(s) | |
| CZ2013736A3 (en) | Device with acoustically stabilized electric discharge | |
| CZ23227U1 (en) | Acoustic resonator combined with electrical discharges | |
| CN206542620U (en) | A kind of low-temperature plasma generator | |
| CZ24158U1 (en) | Audio resonator with stabilized electric discharge | |
| CZ26283U1 (en) | Device with acoustically stabilized electrical discharge | |
| EP3113582B1 (en) | Stabilized and homogenized source of non-thermal plasma | |
| CZ20387U1 (en) | Device to stabilize multielectrode discharges under atmospheric pressure in streamer mode | |
| KR101692218B1 (en) | Dielectric barrier plasma generation device for removing volatile organic compounds and method for removing them using same | |
| CZ28788U1 (en) | Stabilized and homogenized source of nonthermal plasma | |
| Balek et al. | Stabilization of Multi-needle-to-Plate Electrical Discharges in a High-intensity Sound Field | |
| RU2603877C2 (en) | Method of preparing fuel and device therefor | |
| Fujishima et al. | Ozone generation properties of screw electrode ozonizer by different outer electrodes | |
| CZ2004200A3 (en) | Ozone generation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20161114 |