專利名稱：一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機排放后處理領(lǐng)域，更具體地說是一種降低柴油機有害排放 的低溫等離子體發(fā)生器裝置。
背景技術(shù)：
目前，用于柴油機排放后處理領(lǐng)域的低溫等離子體發(fā)生器結(jié)構(gòu)是由高頻交流 電源、等效電容、高壓電極、介質(zhì)和低壓電極組成。將高壓電極接高頻交流電源， 低壓電極接地，介質(zhì)材料置于兩電極之間，這樣兩電極間隙內(nèi)沿介質(zhì)表面會出現(xiàn) 均勻、穩(wěn)定的介質(zhì)阻擋放電現(xiàn)象。介質(zhì)阻擋放電方法處理柴油機有害排放需要較 高的電離度、氣相區(qū)內(nèi)有足夠的能量密度、介質(zhì)材料穩(wěn)定工作和裝置本身抗震效 果好等要求。該技術(shù)在廢氣處理領(lǐng)域日益得到廣泛研究，中國專利 CN200410016646. 5提供一種帶等離子空氣凈化裝置的燈具，提出通過針板電極 結(jié)構(gòu)局部放電產(chǎn)生低溫等離子體來凈化空氣，將燈具和低溫等離子體空氣凈化裝 置中整合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，且具有照明、凈化空氣等多項功能，但 是存在著放電不穩(wěn)定，凈化效率低等缺點。中國專利CN1126939提供一種低溫等 離子體發(fā)生器，通過將棒狀導(dǎo)體插入設(shè)于棒狀陶瓷電介質(zhì)的長度方向的貫通孔， 用玻璃、無機系或有機系粘合劑將上述導(dǎo)體及電介質(zhì)兩端接合為一整體、密封構(gòu) 成電極，在使多個電極隔著陶瓷電介質(zhì)成線接觸狀態(tài)下接合構(gòu)成低溫等離子體發(fā) 生器。該裝置可以在空氣中和水中放電，用于凈化空氣、除臭等方面有較好的效 果，但是在實際臺架試驗應(yīng)用中存在抗震性能差、易碎從而導(dǎo)致影響正常放電等 缺點。中國專利CN101219338A提供一種低溫等離子體汽車尾氣凈化裝置，適用 于汽車尾氣處理的低溫等離子體發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)組成包括高頻電源、功率放大器、
變電器、控制器和放電腔，該技術(shù)采用低溫等離子體處理尾氣中的顆粒物、二氧 化硫及碳氫化合物，可以有效降低汽車尾氣中的有害污染物。但是該技術(shù)適用于 汽油機為動力的汽車，而對于柴油機而言尚有待于進一步改進。
低溫等離子體系中含有大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性 的自由基等活性物種。在氣相化學反應(yīng)過程中，這些活性基團可以和CO、 HC、 NOx和PM等污染物發(fā)生化學反應(yīng)，將之轉(zhuǎn)化為無害或者低害的氣體。目前設(shè)計 的低溫等離子體發(fā)生器多適用于靜態(tài)模擬氣體試驗，而對于柴油機臺架試驗以及整成試驗還存在許多不足，有待于進一步的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是克服低溫等離子體發(fā)生器在處理廢氣排放過程中發(fā) 生器抗震性能差，排氣背壓高等不良影響。提供一種蜂窩式結(jié)構(gòu)低溫等離子體發(fā) 生器，其特征是有殼體部，包括低溫等離子體放電區(qū)、低壓電極和催化腔。該種 結(jié)構(gòu)可以保證介質(zhì)材料穩(wěn)定可靠工作，放電穩(wěn)定且可以有效有效抑制爬電現(xiàn)象， 并且具有良好的抗震性能。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是低溫等離子體放電區(qū)內(nèi)包括一個復(fù)合高壓電 極；該復(fù)合高壓電極包括一棒狀金屬導(dǎo)體，下面用螺栓連接一圓形導(dǎo)電金屬盤制 成復(fù)合高壓電極，其中金屬導(dǎo)體位于圓形導(dǎo)電金屬盤的中央。棒狀金屬導(dǎo)體外層 套一石英玻璃棒，用于防止放電時候產(chǎn)生爬電現(xiàn)象以保證使用安全性。該種結(jié)構(gòu) 在放電過程中會產(chǎn)生大量活性自由基團與柴油機有害排氣進行化學反應(yīng)，不僅可 以促進化學反應(yīng)，還可以使通常條件下難以產(chǎn)生的化學反應(yīng)得以迅速發(fā)生，增強 了去除柴油機有害排放的有效性。低壓極采用金屬管狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以起到 排氣作用又能提高其工作壽命；32根金屬管設(shè)置為徑向均勻分布在與排氣方向 平行的截面上，這種結(jié)構(gòu)提高了抗震性能，增加了排氣效率，降低了柴油機的背 壓，同時有效提高柴油機顆粒排放去除率達57%以上，且對于柴油機增加的燃 油消耗率在5%以內(nèi)。
所述的蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器，其中催化腔內(nèi)置入還原型 催化劑，可以有效將通過等離子體氣相區(qū)內(nèi)的氣體轉(zhuǎn)化為無害或低害氣體。催化 腔與殼體采用螺栓連接，這樣在實際應(yīng)用過程中，可以抵抗柴油機排氣劇烈震動 的影響，起到抗震穩(wěn)定工作的效果，保證工作的可靠性和準確性。
本發(fā)明的有益效果是，可以保證低溫等離子體發(fā)生器在柴油機排氣臺架試驗 研究工作中安全可靠運行，工作壽命較長，抗震性能好，另外還可以通過定期更 換介質(zhì)材料來保證低溫等離子體發(fā)生器穩(wěn)定的工作性能。該中結(jié)構(gòu)不僅適用于靜 態(tài)模擬氣體試驗研究，也適用于實際發(fā)動機臺架試驗研究。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的電源電路圖。 圖3是本發(fā)明的復(fù)合高壓電極圖
圖中，l.復(fù)合高壓電極；2.NTP放電氣相區(qū)；3.石英介質(zhì)；4.低壓電極；5.
進氣口； 6.排氣口； 7.催化腔；8.交流電源；9.電流表；IO.電壓表；ll.高壓高頻
NTP電源；12.電容分壓器；13.電容a ; 14.電容b ; 15.NTP發(fā)生器；16.電容c ; 17.接頭a ; 18.接頭b ; 19.示波器；20.金屬棒；21.石英玻璃棒；22.螺栓；23.
金屬圓盤。
具體實施例方式
在圖1中，本發(fā)明蜂窩狀低溫等離子體發(fā)生器通過復(fù)合高壓電極1連接變壓
變頻等離子體電源和低壓極4接地來產(chǎn)生低溫等離子體放電。圖中示出，復(fù)合高 壓電極1外層為石英玻璃棒21，下面連不銹鋼金屬圓盤23，金屬圓盤23置于槽
狀石英介質(zhì)內(nèi)，石英介質(zhì)外是鋼狀外殼，這樣可以為石英介質(zhì)提供良好的抗震性 能，石英介質(zhì)可以方便更換以保證低溫等離子體發(fā)生器穩(wěn)定的工作性能，并使得
低溫等離子體發(fā)生器壽命得以提高。本發(fā)明采用32根管狀金屬棒作為低壓電極， 這樣由進氣口5進入低溫等離子體發(fā)生器內(nèi)的氣體經(jīng)過低溫等離子放電氣相區(qū)2
后可以有效從這些管子里排出，這種蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以有效降低排氣阻力，提高其
在柴油機排放后處理領(lǐng)域內(nèi)的實際應(yīng)用能力。排氣口 6上方加工一空腔結(jié)構(gòu)為在
降低柴油機有害排放應(yīng)用過程中安放催化劑用，整體結(jié)構(gòu)采用不銹鋼外殼，保證 了低溫等離子體發(fā)生器穩(wěn)定工作，也增強了低溫等離子體發(fā)生器的抗震性能并使 得其使用壽命得以提高。
在圖2中，本發(fā)明為低溫等離子體發(fā)生器提供電源的裝置是由高壓高頻NTP 電源11提供，它是由交流電源8和分壓裝置組成。放電電壓波形通過電容a13 和電容b14構(gòu)成的電容分壓器12來測量。放電空間傳輸?shù)碾姾赏ㄟ^在放電回路 上串聯(lián)一個1 y F的電容c16間接獲得。通過將泰克示波器的接頭b18通道與電 容cl6兩端連接，接頭al7通道與電容分壓器12中較大電容兩端連接，從而獲 得可以測量NTP發(fā)生器放電功率的電荷-電壓李薩如圖形。變壓變頻低溫等離子 體電源可在0 25kV、 8 20kHz范圍內(nèi)工作。
權(quán)利要求
1. 一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器裝置，包括殼體，進氣口(5)，排氣口(6)，復(fù)合高壓電極(1)、石英介質(zhì)(3)、低壓電極(4)和催化腔(7)，其特征在于，所述高壓電極(1)采用復(fù)合結(jié)構(gòu)導(dǎo)電金屬棒(20)外層為石英玻璃棒(21)，下面采用螺栓(22)連接一金屬圓盤(23)，導(dǎo)電金屬棒(20)位于金屬圓盤中心(23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器裝置， 其特征在于，所述催化腔(7)通過螺栓和殼體部分相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器裝置， 其特征在于，所述低壓電極(4)為蜂窩狀排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 、 2或3所述的一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生 器裝置，其特征在于，所述低壓電極(4)由32根管狀金屬棒組成，徑向方 向與排氣方向平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器裝置， 其特征在于，所述32根管狀金屬棒沿金屬圓盤截面垂直方向均與分布。
全文摘要
本發(fā)明為一種蜂窩狀介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體發(fā)生器裝置，包括殼體，復(fù)合高壓電極(1)、石英介質(zhì)(3)、蜂窩狀排列的低壓電極(4)和催化腔(7)，還包括殼體外側(cè)的進氣口(5)，位于催化腔底部的排氣口(6)。高壓電極(1)采用復(fù)合結(jié)構(gòu)導(dǎo)電金屬棒(20)外層為石英玻璃棒(21)，下面采用螺栓(22)連接一金屬圓盤(23)，導(dǎo)電金屬棒位于金屬圓盤中心。低壓電極(4)由32根管狀金屬棒組成，徑向方向與排氣方向平行。本發(fā)明保證低溫等離子體發(fā)生器在柴油機排氣臺架試驗研究工作中安全可靠運行，提高了抗震性能，增加了排氣效率，降低了柴油機的背壓，確保試驗的準確性。
文檔編號H05H1/24GK101415292SQ200810235539
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者李小華, 軍 王, 攀 王, 蔡憶昔, 趙衛(wèi)東 申請人:江蘇大學